激光表麵合金化(LSA)作為(wei) 一種材料表麵改性技術，具有廣闊的應用前景。激光表麵合金化是利用激光輻照來加熱工件，並使之熔化至所需深度，添加適當的合金元素改變基材表麵的化學成分、組織和性能，利用快速冷卻形成新的非平衡微觀結構，從(cong) 而提高材料的耐磨損、耐疲勞和耐腐蝕性能。利用激光表麵合金化能在一些廉價(jia) 的母材表麵製備出耐磨、耐蝕、耐高溫的合金化層，從(cong) 而大幅度降低材料成本。近些年來，隨著激光器性能的不斷完善和大功率激光器的開發，激光表麵合金化技術得到了迅速發展，特別是在鋼鐵材料方麵的應用取得很大進展。可進行激光表麵合金化的主要鐵基合金有：工業(ye) 純鐵、普通碳鋼、合金鋼、工具鋼和鑄鐵等。

　　一、提高鋼鐵材料的耐磨性

　　通過添加碳化物、硼化物等硬質粒子或C，N，B，W，Ti 及 Cr 等元素，原位生成碳化物、氮化物、硼化物或金屬間化合物可提高基體(ti) 的硬度和耐磨性。例如，在球墨鑄鐵軋輥表麵進行B4C，WC，TiC 及 Cr2C3混合粉末的激光合金化。結果表明，合金化層中形成了固溶體(ti) 、馬氏體(ti) 、殘餘(yu) 奧氏體(ti) 和大量的碳化物，顯微硬度由基體(ti) 的500 HV提高到1201 HV，耐磨性達到基體(ti) 的1.6倍。另外，在球墨鑄鐵表麵進行超細TiC 和 Cr2C3混合粉末的激光合金化，合金化層中形成先共晶奧氏體(ti) 、萊氏體(ti) 、TiC、Cr7C3和Cr23C6等相，使基體(ti) 的硬度和耐磨性能顯著提高。另外，很多研究人員也選擇了碳化物硬質相加金屬或合金組成的混合粉末進行激光表麵合金化來提高基體(ti) 的耐磨性。例如，在70MnV 軋輥鋼表麵進行NiCr-Cr3C2混合粉末的激光合金化，合金化層中形成Cr7C3、Fe3C 等相，耐磨性比基體(ti) 提高7.8倍左右。又如，在304不鏽鋼表麵進行WC+Ni+NiCr混合粉末的激光合金化，合金化層中包含了未分解的WC，W2C，M23C6及M6C 等相，硬度達到了1350 VHN，比基材的硬度(220 VHN)提高了5倍多。另有報道，加入稀土氧化物也能提高基體(ti) 表麵的耐磨性。如在40Cr鋼表麵進行Mo+Y2O3混合粉末激光合金化，可以提高40Cr鋼的硬度和耐磨性。

　　二、提高鋼鐵材料的耐蝕性

　　通過激光處理在碳鋼表麵加入Cr，Mo及Ni等元素可提高其耐蝕性。例如，在45鋼表麵進行鉻鉬硼合金化，可獲得高耐蝕性的合金複合塗層，合金化層在鹽酸中的抗腐蝕性能得到顯著提高。又如，把低碳鋼熱浸在熔融的鋁池中，然後對熱浸鋁化低碳鋼進行激光表麵合金化處理，生成的抗腐蝕性FeAl和Fe3Al 等相，使低碳鋼的耐蝕性提高了5倍。

　　三、提高鋼鐵材料的耐高溫和抗疲勞性能

　　利用激光合金化對基材表麵添加Co，Cr及Mo等元素可提高合金化層的耐高溫和抗疲勞性能。例如，用預塗Cr粉的方法對灰鑄鐵進行激光表麵合金化，可以提高灰鑄鐵的抗熱疲勞性。合金化層中的Cr含量隨預置塗層厚度的增加而增加，其抗熱疲勞性能也隨之得到提高。