本文首先对常用的钢铁元素成分检测分析方法进行了介绍,然后提出了激光诱导击穿光谱技术(LIBS)这种快速检测分析钢铁的新方法。对LIBS技术在国内外多个领域的研究现状和应用发展情况进行了综述和分析。以合金钢为实验样品,研究了不同实验参数对单脉冲LIBS (SP-LIBS)光谱强度和信号背景比的影响并对实验条件进行优化。搭建了正交预烧蚀双脉冲LIBS (DP-LIBS)实验系统,分别对532nm/1064nm和1064nm/1064nm DP-LIBS的实验条件进行了优化,实验结果表明较SP-LIBS光谱而言,合金钢中元素光谱线均出现了光谱增强,且光谱增强与预烧蚀激光波长、脉冲延时有关。在1064nm/1064nm情形下,Cr1427.48nm谱线获得光谱增强达到67倍,分析了光谱增强机理。对合金钢标样中的微量元素进行了定量分析,给出了元素浓度定标曲线、线性相关度R2和相对标准偏差,结果表明DP-LIBS能够提高线性相关度、降低相对标准偏差,从而提高LIBS技术的灵敏度和可重复性。推演了合金钢中微量元素的检测限和测量误差,Cr I427.48nm、 Cu I327.396nm的检测限分别为22.3ppm和11.7ppm,相对误差均控制在5%以内,结果表明DP-LIBS方法能显著提高LIBS技术的检测精度与可靠性。还实现了对C、S等非金属元素在可见光区域的定量分析。通过对正交预烧蚀DP-LIBS技术系统的实验研究,展示了DP-LIBS方法在提高LIBS技术准确性、灵敏度、可重复性及检测精度方面的卓越性能,为利用双脉冲LIBS技术用于合金钢痕量元素含量分析提供了研究基础。