为解决沉淀硬化不锈钢这类材料传统强化方法无法同时满足材料优良的表面性能与整体强度的缺点,本文以用于超超临界汽轮机叶片的17-4PH为基材,采用激光合金化、固溶同步复合强化的方法,在激光一次扫描过程中完成对材料表面的合金化与固溶处理,以在材料表层获得高硬度,抗气蚀的强化层,并研究其强化机理。本文分别比较了不同激光工艺参数作用后,材料表层的宏观形貌,合金化区的微观组织、元素分布、硬度分布与物相分析;比较经过时效处理后,材料表层各区的硬度分布,物相变化,析出相的形貌、分布等。讨论激光强化处理后合金化区与固溶区不同的强化机理,经时效处理后固溶区的强化机理,从而得出激光复合强化机理,并利用模拟汽蚀实验对激光强化层进行抗汽蚀性能的评估。研究表明,在激光参数为2200W,400mm/min和1800W,300mm/min的参数条件下,试样表面平整、连续、无孔洞裂纹等缺陷。并且在此工艺条件下的激光合金化层具有高度定向生长且细化的枝晶组织,形成了高硬度的金属间化合物Fe-Cr、Al_0.28Co_0.4Cr_0.24W_0.08和弥散分布的硬质相W₂C,从而此区的平均硬度提高到HV_0.2536;激光固溶区则形成了高度位错的马氏体组织,此区的平均硬度为HV_0.2361。经过时效处理后,合金化区的硬度的下降7.5%,固溶区则由于在马氏体基体上大量细小沉淀相（100nm）的析出,其平均硬度提高到HV_0.2455,相比未经过时效处理的固溶区提高26%。经过模拟气蚀实验,经相同时间的气蚀试验后,基体的失重为经过激光强化处理材料的两倍。