Das Tiefkühlen gewinnt bei hochlegierten ledeburistischen Werkzeugstählen zunehmend an Popularität. Werkzeugstähle die bei Stanz-, Schneid- und Umform- oder Zerspanungswerkzeugen verwendet werden, zeichnen sich durch eine hohe Verschleißfestigkeit und Zähigkeit aus, müssen bei der Herstellung aber gut zerspan- und schleifbar sein. Der sogenannte ledeburitische Schnellarbeitsstahl, der hier zum Einsatz kommt besitzt ein sehr feines und seigerungsfreies Mikrogefüge. Um dies zu erreichen muss das Restaustenit im Stahl umgewandelt werden. Das Tiefkühlen kann hierbei den Restaustenitanteil deutlich verringern. Dieser Effekt lässt sich auch durch ein mehrmaliges Anlassen erzeugen - das Tiefkühlen ist jedoch wesentlich effektiver und sowohl ökonmisch, als auch ökologisch meist sinnvoller. 

Das Tiefkühlen erfolgt unmittelbar nach dem Härten und vor dem Anlassen. Die Temperatur des Tiefkühlens liegt bei unter -60°C - zum Einsatz kommen hier in der Regel Trockeneis, Alkoholmischungen oder verflüssigtes Gas. Mit flüssigem Stickstoff lassen sich Temperaturen von bis zu -196°C erreichen und mit flüssigem Helium ist ein Temperaturniveau von -269°C möglich.

Grundsätzlich ist das Tiefkühlen nicht für alle Stahlarten geeignet, da ein Restaustenitanteil vom C-Gehalt abhängt und Stähle unterhalb eines Kohlenstoffgehaltes von 0,5 Prozent nicht oder nur in sehr geringem Maße zur Restaustenitbildung neigen. Bedacht werden muss die Gefahr der Rissbildung durch das Tiefkühlen, die aber durch eine feine Abstimmung der Härte- und Tiefkühl-Temperatur verhindert werden kann.