激光表面合金化作为一种新型的表面改性技术，可明显改善廉价基材的耐磨性、耐蚀性和耐腐蚀磨损性等性能，得到了广泛的应用。本文针对碳化硅/不锈钢混合粉末激光合金化温度和应力的变化规律及特点进行了数值分析，并对模拟结果进行了试验验证。利用ANSYS有限元软件，建立了碳化硅/不锈钢混合粉末激光合金化过程三维瞬态温度场分析模型。综合考虑了辐射、对流、相变潜热以及随温度变化的热物性参数对温度场的影响，使用APDL参数化语言实现了高斯热源的施加，并使得热源按一定扫描速率移动。数值模拟结果表明，温度场呈椭圆分布；最大合金化熔池深度并不在光斑中心的正下方，而是略为滞后；多道合金化过程中，第一道扫描时，温度是逐渐增大最后趋于稳定，而从第二道扫描开始，呈现先增大后减小的趋势；当扫描速度很小时，热量更易于向薄壁一侧传导；界面节点温度随时间在合金化扫描过程中会不断呈现峰值波动，随后会逐渐趋于平缓。基于温度场的计算结果，采用热力耦合方法，建立了应力场分析模型。结果表明：表面的Z方向热应力以压应力为主，而界面处的Z方向热应力则以拉应力为主，且界面处存在应力集中，所以裂纹一般在界面处产生；表面X、Y方向热应力都是以拉应力为主，且Y方向拉应力要大于X方向拉应力，所以合金化层表面形成的裂纹大多为垂直于扫描方向；第一道扫描的预热作用使得从合金化第二道扫描开始的热应力要小于前一道；X、Y、Z方向热应力与功率成正比，与扫描速度成反比。通过实验得出的最佳工艺参数为激光功率2200W，扫描速度1200mm/min，与数值模拟获得结果吻合。在最佳的工艺参数下，合金化层与基体相比耐磨性和硬度分别提高了1倍和2倍。