不锈钢激光切割相变硬化是一种表面热处理方法，利用高能激光束扫描工件，在材料表面获得淬火组织。激光辐射可以将铁碳合金的表面温度提高到奥氏体化温度以上，通过自身冷却获得马氏体淬火组织。激光相变处理的主要对象是各种钢和铸铁，它们在加热时会发生相变。用于激光切割不锈钢的相变硬化材料的原始组织主要是退火或回火组织。

不锈钢激光切割相变硬化具有以下特点：(1)加热冷却速度快，加工周期短，自淬火，无冷却介质;(2)相变硬化层显微组织细小，往往含有非平衡相。其硬度高于常规淬火，耐磨性和耐腐蚀性显著提高;(3)淬火筒壁隐蔽部位、盲孔、深孔、大零件局部表面;(4)零件变形小，节约淬火介质，减少环境污染。激光相变硬化研究成果的主要应用是发动机缸体的表面热处理。不锈钢激光切割相变硬化的加热和冷却可以在短时间内完成，其特性可用热循环曲线来描述。热循环曲线显示材料在一定深度的温度随时间的变化。热循环曲线的特征与激光加工参数、金属表面吸收率和材料热物理参数有关。温度随加热层深度和时间的变化可以用热传导方程来描述，通常可以得到分析结果。

不锈钢经激光切割加热时，表面温度远高于奥氏体化温度。从表面到亚表面，可分为奥氏体转变区和热影响区区，当激光功率足够时，材料的冷却速度足以保证奥氏体转变为马氏体。不锈钢的激光切割一般可以分为三层：一层是马氏体;第二层为马氏体、贝氏体和珠光体，为混合组织;第三层是非相变结构的热影响区。不锈钢表层经激光切割后硬度高。具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。硬化层深度一般小于1mm，根据钢的含碳量，硬度可达55HRC甚至更高。

不锈钢激光切割相变硬化过程中，加热材料成分往往不均匀，存在偏析现象成分。相变产物往往偏离合金的平衡相图，产生一些特殊的结构。(后面描述的激光重熔和激光熔化的特性也用于熔覆和激光焊接。)比如铸铁和不锈钢的激光切割加工区域有大量残余奥氏体。从本章给出的照片中可以看到淬火马氏体和残余奥氏体，并用电镜观察了病变区域的形态。