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本文运用ANSYS有限元软件对工业纯锆激光表面局部处理的温度场、应力场和应变场进行了数值模拟，进而选择合适的参数进行激光表面处理，并运用光学金相、X射线衍射、透射电镜及背散射电子衍射等分析手段对工业纯锆激光表面局部处理后的微结构进行深入的研究。ANSYS结果表明：工业纯锆激光表面局部处理期间能产生复杂的应力应变场，Von Mises等效应力和等效应变的计算表明，通过控制激光参数，能实现工业纯锆的塑性变形，这为工业纯锆激光表面局部处理工艺参数的制定提供理论依据。工业纯锆经激光表面局部处理后，其硬度明显提高。EBSD分析表明：工业纯锆经激光表面局部处理后，其亚晶界的数量明显增加，微结构明显变化；经700℃×(100-300)次处理，随循环次数的增加，亚晶界的数量增加；而当循环次数为300次时，随处理温度从700℃升高到800℃，亚晶界的数量明显减少，这可能是由于再结晶所致。TEM分析表明：工业纯锆激光表面局部处理能产生大量的位错、层错，并形成大量的亚晶，这是硬度提高的主要原因。XRD微结构分析表明：工业纯锆经700℃激光表面局部处理后，随循环次数的增加，微晶尺寸减小。