使用变换强度分布激光束进行零部件的表面硬化是近年来出现的新型工艺方法,关于激光束强度分布对硬化过程影响规律的研究尚不充分。本文针对工业生产中的实际需求,首先对激光表面硬化过程中涉及到的参量进行分类,尝试对硬化层特征参量做出量化表达,然后采用数值模拟和实验相结合的方法研究不同激光束强度分布对表面硬化后硬化层特征参量及组织性能的影响规律。　　 本文主要的研究内容和结论如下:　　 1.对硬化层特征参量特别是硬化层均匀性做出量化表达,并以具有环状倾斜表面的特定工件为载体,研究强度均匀分布的圆形光斑作用下工艺参数对硬化层特征参量影响规律,探讨组织演化机理及不同工艺参数下磨损性能差异。结果表明,硬化层的有效均匀度可在保证深度的情况下得到满足。探讨了蠕墨铸铁材料在激光快速加热和冷却情况下的Ac1和Ac3的取值,发现其值相对于铁碳平衡相图给出的值均有所升高,且随着加热速率的增加而增加,增幅逐渐减小。　　 2.以可实现度和转换效率为前提,通过建立基于ANSYS的激光表面硬化三维温度场数值求解模型,研究不同光斑形状对硬化层特征参量的影响规律,并针对适合大尺寸工件表面硬化的条状光斑,研究光斑内强度分布对硬化层均匀性的影响。结果表明,随着光斑长度的增加,硬化层的宽度和均匀度增大,随着光斑宽度的减少,硬化层的深度减小,升温速率升高;硬化层均匀度随着光斑边缘强度和中心强度比值的增加,先升高后降低。　　 3.针对大尺寸工件表面硬化时存在搭接软化区的问题,使用一种新型条状光斑对材料表面进行了系统的激光硬化实验研究,研究边缘能量增强的条状光斑以及强度均匀分布的条状光斑作用后硬化层特征参量的差异,分析强度均匀分布的圆形光斑和边缘能量增强的条状光斑在不同搭接量下的搭接区组织演化、硬度分布和磨损性能。结果表明,边缘强度增强的条状光斑作用后可得到一条更宽更均匀且搭接区宽度小的硬化带,搭接区的宽度随着搭接量的增加而减小,但幅度很小,搭接量为36%时耐磨性能表现最佳。