疲劳、腐蚀、摩擦和磨损引起的工程构件的失效大多发生在表面, 这一现象促使材料科学工作者对材料表面的极大关注, 并促使材料表面强化技术的迅猛发展。人们希望在材料整体保持足够的韧性和强度的同时, 使材料表面获得较高的、特定的使用性能, 如耐磨、耐蚀和抗氧化等。

激光由于其优异的性能, 越来越被广泛地应用到军事、通信、医学和工业等领域。激光技术在材料科学中的应用使得材料学科无论在理论还是在工艺方面均获得重要的进展。激光的引人, 使得材料工作者可以根据应用背景来进行更广泛意义上的材料设计; 激光的引人, 也使得材料加工工艺前进了一大步。同时, 激光的引人又不断地给材料工作者提出新问题。激光表面强化技术包括激光表面淬火、激光表面熔凝、激光表面熔覆和激光表面合金化等。其中,激光表面合金化和激光熔覆是通过改变表面成分和组织来实现强化目的。

利用高功率激光表面强化的好处在于节约具有战略价值和昂贵的合金素形成非平衡相和非晶态晶粒细化、微观结构均匀化、提高合金元素的固溶度和改善铸造零件的成分偏析等。激光表面强化技术已有20多年的历史, 各方面已取得长足的进展, 如激光表面淬火技术在汽车缸套的表面强化方面取得显著的效益。但是目前激光表面强化技术的推广并未达到人们所期望的效果。其原因是多方面的,如设备投资较高,激光强化工艺的不稳定移植性差,在激光表面合金化和激光熔覆中还常常出现裂纹等问题。这有待于材料科学工作者更进一步深入研究激光表面强化的基础理论和应用技术。

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2014-1218