1、它使硬度較低的殘余奧氏體轉變?yōu)檩^硬的、更穩(wěn)定的、耐磨性和抗熱性更高的馬氏體；
2、馬氏體的晶界、晶界邊緣、晶界內部分解、細化，析出大量超細微的碳化物，過飽和的
馬氏體在深冷的過程中，使材料的韌性改善，沖擊韌性高,基體抗回火穩(wěn)定性和抗疲勞性得到提高；耐磨損的性能得到提高；尺寸穩(wěn)定性提高。從而達到了強化基體，改善熱處理質量，減少回火次數(shù)，延長模具壽命的目的；
3、材料經(jīng)深冷處理后內部熱應力和機械應力大為降低，并且由于降溫過程中使微孔或應力集中部位產(chǎn)生了塑性流變，而在升溫過程中會在此類空位表面產(chǎn)生壓應力，這種壓應力可以大大減輕缺陷對工件局部性能的損害，從而有效地減少了金屬工件產(chǎn)生變形、開裂的可能性。