激光增材制造技术是一种典型的快速成形技术, 运用高能激光束熔化金属粉末逐层堆积, 可直接成形复杂高性能金属零部件。采用激光增材制造技术沉积镁合金, 研究了Zr元素对镁合金的组织及性能的影响。采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计及XRD衍射仪对沉积试样进行相关分析。结果表明, 激光增材制造镁合金的晶粒粒径(约10 μm)比传统铸造法得到的晶粒(约500 μm)更为细小; 与此同时, 和传统铸造法相比, 增材制造试样的硬度也有明显的提高。在金属粉末中添加适量的Zr元素后, Zr在α-Mg结晶过程起到异质形核的作用使沉积试样晶粒得到进一步细化, 同时硬度也有提高达到70.0 HV。

选区激光熔化(SLM)技术是一种典型的快速成形技术，使用高能激光束熔化金属粉末，逐层堆积，直接成形复杂高性能金属零部件。为了对SLM 成形多孔铝合金的性能进行研究,利用扫描电子显微镜、能量色散X 射线荧光光谱、纳米压痕等测试手段分析了多孔铝合金的表面形貌、孔隙率、显微组织、相组成及微观力学性能。结果表明，激光功率为130 W 时，孔隙率达到最大，多孔合金的显微组织细化，晶粒尺度达到纳米级别；激光功率变化对多孔铝合金的纳米硬度影响较大，但对弹性模量的影响不明显，其中α-Al相的弹性模量约为65 GPa，α-Al+Si共晶组织相的弹性模量约为85 GPa。

采用4 kW光纤激光器对厚度为4.5 mm的热轧700 MPa级纳米析出强化钢进行激光相变硬化处理, 主要研究激光功率、扫描速度对相变区组织、硬度及耐磨性的影响。结果表明, 激光相变区呈“月牙形”, 主要由三个部分组成, 由外至内依次是表面微熔区、相变硬化区和过渡区, 三个区域的组织依次分别为马氏体＋粒状贝氏体、马氏体和细小马氏体＋铁素体。激光相变硬化处理后相变硬化区和过渡区(统称“硬化层”)硬度得到提高, 平均硬度比基体提高了40～80 HV0.3。随着激光功率的增加或扫描速度的减小, 硬化层深度逐渐增加, 功率为3.5 kW时硬化层深度达到1.1 mm。当扫描速度为20 mm/s, 激光功率在2.0～3.5 kW之间时, 激光相变硬化后试样的耐磨性较基体提高了29%～44%。研究结果表明激光相变硬化可显著提高实验钢的表面硬度和耐磨性能。

轧辊作为轧制过程中金属变形的直接工具，其质量和使用寿命至关重要。同时轧辊也是冶金企业的主要消耗部件，在轧钢生产成本中占很重的比例。使用Cr2C3+NiCr粉末，利用激光熔覆技术对镍铬无限冷硬铸铁轧辊进行了表面改性，旨在大幅度提高轧辊硬度及使用寿命。研究表明，熔覆层与基材呈良好的冶金结合，相对于基材微观组织，熔覆层组织更为致密；基材和熔覆层的平均硬度分别为506 HV和1137 HV，熔覆层的硬度提高了25%，熔覆层的耐磨性能明显提高。激光熔覆层内形成的微裂纹主要由结晶裂纹和高温低塑性裂纹组成，通过二次扫描和调整粉末化学成分可有效地减少微裂纹的形成。

为丰富生物医用多孔钛的制备方法，采用激光选择熔化成形技术制备了多孔钛，着重研究了光斑直径/扫描间距（D/d）值及粉末组成对多孔钛结构的影响、主孔及微孔的形成机理。结果表明：实验粉末为95%Ti+5%TiH2(95%,5%为质量分数)、D/d值为1时，多孔钛孔隙由主孔和微孔构成，微孔将部分主孔连通，形成三维连通结构；激光束选择性地作用于预置粉末，预留的未被辐照区域形成主孔，是否存在主孔由D/d值决定，D/d=2时不产生主孔，D/d=1时产生主孔；激光作用下TiH2分解产生H2，在极快速凝固条件及“活塞效应”的协同作用下，部分H2来不及从钛熔池中逸出而形成微孔，微孔对样品的孔隙率影响不明显，但微孔的存在明显提高了样品的开孔率。