激光表面处理现在已经成为一种重要的材料表面改性技术。它是利用高能激光束(104~106W/cm2)在金属表面辐照，通过迅速熔化、扩散和快速凝固的手段(冷却速率 102~106℃/s)在金属基材表面形成一层厚度 10~1000微米、具有特殊物理、化学或力学性能的冶金表面涂层，以弥补基体在某些性能方面的不足，从而显著改善基材表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及功能等特性，达到表面改性或修复的目的，既满足了材料表面对特定性能的要求，又节约了大量的贵重金属原料。

　　一. 非调质钢激光表面淬火。

　　非调质钢件具有较好的强韧性，但难以达到调质钢的硬度和耐磨性能。利用激光表面处理工艺，以高能量激光束照射工件表面迅速加热表面层至相变点，自冷却淬火可形成马氏体硬化层，从而大大增强工件的表面硬度、耐磨性和耐疲劳性等性能，以满足工件的服役要求。非调质钢的激光表面淬火具有加热速度和冷却速度快、硬度较高、工件变形小、不需要水或油等冷却介质、易于实现自动化、高效率等特点。激光淬火可获得细小的马氏体组织，因而硬化层具有高的硬度。非调质钢激光表面淬火工艺的应用扩大了非调质钢件的应用范围。上海机械制造工艺研究所对铁素体—珠光体非调质钢和贝氏体非调质钢试样进行激光表面淬火处理，试样获得了很高的表面硬度，均高于700 HV。由于入射的高能量快速加热表层，达到奥氏体化的温度，形成细小的奥氏体晶粒。快速加热条件使碳浓度不均匀，随后快速冷却转变成晶粒细小的马氏体，具有很高的硬度。激光淬火深度约为 0.45 mm，其显微组织由表层至心部依次是相变组织、过渡组织、心部组织。相变组织由板条状马氏体、针状马氏体组成。过渡组织是马氏体和未溶的小块状铁素体。心部则是原始的珠光体和铁素体组织。

　　二．铸铁的激光改性。

　　铸铁虽然力学性能比不上钢，但熔点低，流动性好，具有良好的铸造性能和切削加工性能；石墨的潤滑使其具有良好的减磨性能；石墨的吸震使其具有良好的减震性能；石墨的隔断，裂纹不易扩展，使其具有低的缺口敏感性；高的抗压强度，所以铸铁被广泛应用。多数铸铁件工作部位是局部、表面，这正好可以发挥激光淬火的技术优势。以模具业为例，激光局部强化的灵活性，模具局部磨损的使用特性，铸铁激光强化改性的技术特点，引发了众多模具厂家用铸铁模具代替原来用 Cr12MoV 高合金钢制作的模具。铸铁中存在大量石墨，这些石墨在传统热处理工艺中起到隔热作用，影响淬火效果。利用激光高能量密度的特点，把石墨溶解，重构为高硬度组织莱氏体，从而可以形成表层高耐磨性，心部高强度的性能组合。在制造业中铸铁件使用量远大于铸钢件，而铸铁件的缺陷远多于铸钢件，传统工艺未能充分发挥铸铁件性能，在这方面，铸铁件激光改性技术显现出很大的市场开发价值。