氮化技术作为提升金属材料表面性能的重要手段，在航空航天、能源动力、石油化工等领域发挥着重要作用。传统气体氮化工艺受限于热力学平衡条件，需在高温密闭炉体内进行长时间保温处理，普遍存在渗层厚度受限、工艺能耗过高及生产效率低下等缺陷；离子氮化虽能缩短处理时间至数小时，但仍面临工艺稳定性差、复杂工件处理不均、表面脆性大等技术瓶颈。针对这些难题，课题组创新性的引入高能密度激光束作为能量载体，系统开展了钢铁材料表面快速氮化技术的理论探索与工艺开发，重点围绕预处理工艺优化、反应气氛动态调控、合金元素协同强化及激光工艺参数匹配等关键要素展开多维度研究，深入揭示了激光-材料-气氛多相界面交互作用机制，探究了激光合金氮化过程中的缺陷形成、微观组织及性能影响，获得了氮化缺陷抑制方法，成功构建出冶金结合良好的梯度氮化层，阐明了激光快速作用下的金属表面氮化机制，实现了钢铁材料的快速氮化，从而替代炉内长时间氮化工艺。该技术为钢铁材料的高质高效表面强化提供了理论支撑。
 

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