为了提高SUS 304不锈钢表面的耐磨损、耐腐蚀性能, 采用激光表面合金化的方法制备了Cr-CrB2层, 并进行了理论分析和实验验证, 取得了合金化层的组织和物相以及电化学腐蚀性数据。结果表明, 合金化层组织致密、晶粒细小, 与基体形成冶金结合, 合金化层由奥氏体、马氏体、铁铬固溶体、碳化物和铬硼化合物组成; 合金化层的耐蚀性得到提高, 腐蚀速率降低, 合金化层的极化曲线具有较长的活化-钝化区间; 不锈钢基体发生严重的晶界腐蚀和点蚀, 晶界腐蚀以孪晶晶界腐蚀为主, 合金化层表面发生晶粒间的晶界腐蚀, 伴有晶粒和晶界处的点蚀现象, 点蚀坑明显小于基体表面的点蚀坑。这一结果对提高SUS 304不锈钢表面的耐磨损、耐腐蚀性是有帮助的。

以Al和TiC的混合粉末为原材料对20#钢进行激光表面合金化，制备了TiC增强Fe3Al金属间化合物基体复合涂层。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）等方法分析了涂层的相组成及显微组织结构，通过热力学计算确定了TiC的溶解热力学条件，并探讨了TiC的溶解及析出规律。结果表明：涂层主要组成相为Fe3Al和TiC；激光表面合金化过程中，当温度达到2000 K～2200 K时，作为粉末原材料的TiC颗粒在Fe-Al合金熔体中开始发生溶解，然后在合金熔池中重新凝固析出，以原位增强颗粒的形式呈网状分布于Fe3Al金属间化合物基体上。

在钛合金(TC4)表面利用大功率半导体激光器制备镍钛表面改性层, 采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机及汽蚀装置分别分析了镍钛表面涂层的组织形貌、相结构与成分、硬度分布、耐磨损性能及抗汽蚀性能。研究结果表明, 采用合适的保护措施和激光处理工艺参数, 可获得与基体具有良好冶金结合的金属间化合物改性层; 激光合金化涂层主要由NiTi2、Al3Ti0.8V0.2组成, 与此同时镍钛合金涂层可将TC4基体的耐磨性提高8 倍, 抗汽蚀性能提高2.7 倍。

通过铸造WC和Co包WC与Ni45粉末的复合添加, 运用激光合金化技术在中碳钢表面制备以WC颗粒为增强相的Ni基复合层, 对复合层的微观组织、硬度及耐磨性进行了测试与分析。结果表明: 激光合金化技术可在中碳钢表面制备均匀的WC颗粒增强合金化层, 合金层的硬度及耐磨性得到显著提高。从表面磨损形貌可知, 合金层在室温干摩擦过程中, 均发生不同程度的磨料磨损和粘着磨损, 强化机理主要为第二相强化, WC＋Ni45制备的合金层耐磨性最佳。

为了改善金属卷筒的组织性能，采用Mo+Y2O3制成合金粉末，将粘接剂均匀涂覆在40Cr钢基材表面，用CO2激光器对材料表面进行了激光合金化处理。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机研究了Mo+Y2O3对合金化层的硬度、耐磨性、组织结构、形成机理的影响。结果表明，在加入稀土氧化物Y2O3后，合金层晶粒显著细化，晶界得到强化，增加了显微组织的均匀性、致密性，硬度、耐磨性得到显著提高，有利于提高金属卷筒表面的硬度和耐磨性

利用Nd:YAG脉冲激光对Al2O3陶瓷表面进行铜合金化试验。在陶瓷表面得到了成形良好的铜合金层。金相显微镜、SEM分析结果显示,陶瓷基体与合金层界面结合良好,合金层厚度比较均匀,平均厚度为40～50μm。并通过EDS能谱分析和XRD分析发现,合金层以α-Al2O3和CuAlO2的形式存在。CuAlO2能改善铜与陶瓷的润湿性。

提高铝活塞环槽表面强度的方法有多种 ,再熔化强化工艺是目前最有发展前途的一种提高铝活塞使用寿命的工艺方法。它是利用等离子弧、氩弧、电子束、激光的高温 ,重新熔化铝合金活塞环槽区一定体积的金属并同时渗入合金元素 ,在活塞环槽区形成铝基新合金 ,它同活塞体形成可靠的冶金结合 ,然后在此环形区车削活塞环槽 ,达到提高铝活塞使用寿命的目的。本文采用横流 5KWCO2激光器对HBS32 0铝活塞环槽两岸直接进行镍基合金粉末激光合金化的试验研究 ,获得了无气孔、裂纹、组织细小均匀的合金化层。SEM研究表明合金化层与基体铝合金形成了牢固的冶金结合 ,合金化层组织为靠近基体铝合金的具有定向凝固特征的树枝晶 +细小均匀的等轴晶 ,组织过渡均匀。表面硬度达到 6 5 0HV ,是基体铝合金的 5～ 6倍 ,实际使用表明 ,使用寿命较未经处理的铝活塞得到较大提高。

论述了激光熔覆与合金化层缺陷的产生原因及其控制方法.

采用Cr,Ni单质粉末及B,Si造渣剂以聚焦光束合金化方法在45#钢表面合成了奥氏体型表面层。借助扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS),X射线等方法研究了合金化工艺对合金化层的成型、显微组织及物相组成的影响规律。试验结果表明,当合金化元素加入量一定时,合金化层的成型及其显微组织不仅取决于热输入量,还与造渣元素B,Si的加入量有关。为获得成型良好的合金化层,热输入量增加时必须提高造渣元素B,Si的加入量。采用低热输入合成的合金化层的显微组织由大量的γ(Fe,Ni)及少量的晶界α(Fe Cr)构成,而高热输入合成的合金化层中的γ(Fe,Ni)晶界为γ(Fe,Ni)＋Cr2B双相共晶。

介绍了几种典型的取向硅钢激光后续处理方法,并加以比较,分析了激光后续处理对取向硅钢的性能影响, 研究了激光刻痕(LS)方法及激光局域表面合金化(LLSA)方法细化取向硅钢的磁畴,降低其铁损的机理,并提出了 激光氮化(LN)方法。实验结果表明,取向硅钢经激光处理后, 磁畴细化从而使得铁损降低,尤其经激光氮化处理 后,不但可以细化磁畴、降低铁损,还能明显改善其高温时效性能且保证处理后取向硅钢的平整度基本不发生变化。