激光起源於(yu) 二十世紀初，美國著名物理學家愛因斯坦於(yu) 1916年在論述普朗克的黑體(ti) 輻射公式的推導中提出受激輻射概念，這個(ge) 概念成為(wei) 激光技術出現和發展的重要理論基礎。1960年5月，世界上第一顆紅寶石激光器出現在美國加利福尼亞(ya) 州。從(cong) 那時起，激光技術開始出現在人類社會(hui) ，在許多方麵都發揮著至關(guan) 重要的作用。至此，激光也一躍成為(wei) 二十世紀四大成就之一，與(yu) 計算機、原子能和半導體(ti) 齊名。

隨著激光理論和技術的發展，激光技術應運而生，激光耦合和雷達，激光檢測，激光精密測量等大量激光相關(guan) 學科，加速了激光的進一步發展和應用。激光技術已逐步從(cong) 最初的實驗室研究轉向生產(chan) 加工技術，包括激光焊接，激光鑽孔，激光打標，激光切割，表麵改性和微加工等。

如今，激光已成為(wei) 加工領域最具潛力的高科技，其應用已滲透到汽車生產(chan) 和航空。在航空航天、醫療、微電子和許多其他領域，激光占據著無可比擬的地位。激光表麵硬化是激光技術的重要分支。近年來，行業(ye) 不僅(jin) 加深了理論研究，加速了實際應用，而且研究人員不斷開發基於(yu) 激光硬化機理的新技術，使激光表麵的硬化逐漸被工業(ye) 生產(chan) 用戶所認識，並將在未來成為(wei) 現實。

背景與(yu) 原理

根據調查，由局部腐蝕和零件表麵磨損引起的關(guan) 鍵部件故障引起的設備故障損失，約占國民經濟總值的3%-5%，損失巨大。因此，研究先進的表麵硬化技術以改善關(guan) 鍵部件的表麵特性是非常重要的。

激光硬化是先進的表麵處理技術。隨著理論研究的深入，其應用領域正在逐步擴大。激光硬化顯著的優(you) 點和先進的特性，使其逐漸在表麵硬化領域占據重要地位。奧氏體(ti) 可以通過加熱到臨(lin) 界相變溫度而轉變成馬氏體(ti) ，然後快速浸入水中冷卻。最後，實現了提高表麵硬度和耐磨性的目標。但通常情況是，硬化過程和設備難以協調。每個(ge) 硬化部件都需要合適的電感器。很難為(wei) 複雜的工件製造電感器，且難以進行設備維護。

激光表麵硬化，又稱激光硬化硬化，是指表麵硬化的過程，適用於(yu) 鋼鐵和鑄鐵等材料。激光束具有非常高的能量密度，依靠表麵快速加熱的激光硬化必須通過具有高能量密度的激光束來增強。被照射材料的表麵溫度上升到高於(yu) 相變點的溫度範圍，但是以非常高的速率低於(yu) 熔點，使得材料經曆固相轉變。當光束由於(yu) 基質的低溫而離開工件表麵的掃描部分時，由於(yu) 導熱性，表麵可以快速冷卻，這提供了自冷卻效果並隨後產(chan) 生高效的表麵層。

技術應用

20世紀70年代，世界上首次出現了關(guan) 於(yu) 激光硬化的研究，它是激光硬化技術非常重要的組成部分之一。當時，行業(ye) 主要研究的是利用激光硬化來強化鑄鐵表麵。後來，激光硬化所研究的材料還包括碳鋼、合金結構鋼、工具鋼、高強度鋼、不鏽鋼、高速鋼和耐熱鋼，並取得了一些研究成果。

激光硬化在冶金、交通、工業(ye) 、航空航天等領域具有廣闊的應用前景，國外一些發達國家已采用該技術作為(wei) 汽車工業(ye) 和其他行業(ye) 產(chan) 品質量的保證。機床導軌是指用於(yu) 支撐和引導運動構件沿著一定軌跡運動的零件，由於(yu) 這項零件一旦損壞難以維修，因此目前運用激光淬火技術應用於(yu) 機床導軌的研究較多，從(cong) 工業(ye) 的角度上，對機床導軌的監測與(yu) 修複能大大節省損耗成本，提高工業(ye) 品的良品率。

技術優(you) 勢

在激光淬火過程中，激光的極高加熱和冷卻速率導致非常高程度的過熱和過冷，這導致晶粒生長太晚而不能產(chan) 生精細的晶體(ti) 結構。淬火後得到的馬氏體(ti) 通常是馬氏體(ti) 和針狀馬氏體(ti) 的混合組織，含有一定量的殘餘(yu) 奧氏體(ti) ，結構中的位錯密度高，提供了良好的增強效果。

在上述因素的作用下，激光硬化層不僅(jin) 具有高硬度，強度和耐磨性，而且具有良好的延展性和韌性。此外，激光淬火的可控性優(you) 於(yu) 傳(chuan) 統的表麵淬火。它不僅(jin) 可以控製層的淬火深度，還可以控製淬火區的位置、形狀和尺寸。

它可以在沒有特殊感應加熱裝置的情況下裝訂複雜零件和局部零件，使激光硬化成為(wei) 傳(chuan) 統。該方法難以應用，具有明顯的優(you) 勢，使部件的使用壽命大大延長，甚至是翻倍，該技術具有顯著的經濟效果。

技術前沿與(yu) 展望

目前激光淬火技術的前沿主要是在數值模擬和計算機控製技術的結合研究。通過建立激光淬火技術實時控製係統，有助於(yu) 運用激光淬火技術全麵自動化生產(chan) 。如運用數值模擬建立模型，通過激光淬火設備生產(chan) 新材料，製造出新合金，可以應用在航天環境，超高溫環境和化學腐蝕性環境條件下的機械零件上，這是激光淬火技術的前沿。