在超冷加工過程中，金屬中大量奧氏體轉變為馬氏體，特別是過飽和的亞穩定馬氏體在從-196℃至室溫的過程中會降低過飽和度，析出彌散、尺寸為20～60A並與基本保持共格關係的超微細碳化物，可以使馬氏體晶格畸變減少，微觀應力降低，而寫字樓小彌散的碳化物在材料塑性變形時可以阻礙位錯運動，從而強化基體組織．同時由於超微細碳化物顆粒析出後均勻分佈在馬氏體基體上，減弱了晶界脆化作用，而基體組織的細化既減弱了雜技元素在晶界的偏聚程度，又發揮了晶界強化作用，從而改善了工模具的性能，使硬度、抗衝擊韌性和耐磨性都顯著提高。

超冷技術的改進效果不僅限於工作表面、它滲入工件內部、體現的是整體效應、所以可對工件進行重磨、反復使用、而且對工件還有減少淬火應力和增強尺寸穩定性的作用。