圍繞激光加工的特點，人們相繼研究并開發出一些具有工業應用前景的激光表面處理技術，大體分為：激光表面硬化、激光表面熔敷、激光表面合金化、激光沖擊硬化和激光非晶化。

激光淬火又稱為激光相變硬化，是指以高能密度的激光束照射工件表面，使其需要硬化部位瞬間吸收光能并立即轉化為熱能，從而使激光作用區的溫度急劇上升形成奧氏體，經隨后的快速冷卻，獲得極細小馬氏體和其他組織的高硬化層的一種熱處理技術。

激光表面熔敷技術是在激光束作用下將合金粉末或陶瓷粉末與基體表面迅速加熱并熔化，光束移開后自激冷卻的一種表面強化方法。

激光表面合金化是在高能量激光束的照射下，使基體材料表面一薄層與根據需要加入的合金元素同時快速熔化、混合，形成10~1 000μm厚的表面熔化層，熔化層在凝固時獲得的冷卻速度可達10?~10?℃/s，相當于急冷淬火技術所能達到的冷卻速度，又由于熔化層液體內存在著擴散作用和表面張力效應等物理現象，使材料表面僅在很短時間(50μs~2 ms)內就形成了具有要求深度和化學成分的表面合金層。

當短脈沖(幾十納秒)高峰值功率密度(>10W/cm2)的激光輻射金屬靶材時，金屬表面吸收層吸收激光能量發生爆炸性汽化蒸發，產生高溫(>10000K)、高壓(>1GPa)的等離子體，該等離子體受到約束層的約束時產生高強度壓力沖擊波，作用于金屬表面并向內部傳播。當沖擊波的峰值壓力超過被處理材料動態屈服強度時， 材料表層就產生應變硬化，殘留很大的壓應力。這種新型的表面強化技術就是激光沖擊處理，由于其強化原理類似噴丸，因此也稱作激光噴丸。

激光非晶化是利用激光熔池所具有的超高速冷卻條件使某些成分的合金表面形成具有特殊性能的非晶層。與其他非晶化方法比較，激光非晶化可望在工件表面大面積地形成非晶層，而且形成非晶的成分也可擴大。

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