下列激光表面改性技术,哪种激光的功率密度最大?A. 激光相变硬化B. 激光非晶化C. 激光熔凝强化D. 激光冲击硬化

本题考查激光表面改性技术中不同技术所使用激光功率密度的知识。解题思路是了解每种激光表面改性技术的原理和特点，根据其对材料作用的方式和效果来判断所需激光功率密度的大小。

各选项分析

• A. 激光相变硬化：
  • 原理是利用激光快速加热工件表面，使其发生奥氏体化，随后快速冷却实现马氏体相变，从而提高表面硬度。
  • 这种技术主要是通过改变材料的组织结构来强化表面，不需要将材料完全熔化，所以所需的激光功率密度相对较低。
• B. 激光非晶化：
  • 是将材料表面快速加热到液相，然后以极高的冷却速度（$10^{6}-10^{8}K/s$）冷却，使液态金属来不及结晶而形成非晶态结构。
  • 虽然需要较高的冷却速度，但相较于激光冲击硬化，其对激光功率密度的要求不是最高的。
• C. 激光熔凝强化：
  • 是将材料表面快速熔化，然后快速冷却，使熔化层组织细化，从而提高表面硬度、耐磨性等性能。
  • 该技术主要是对材料表面进行熔化和快速凝固处理，所需的激光功率密度也不是最大的。
• D. 激光冲击硬化：
  • 是利用高能量密度的激光脉冲作用在材料表面，产生高压冲击波，使材料表面产生塑性变形，从而提高材料的疲劳强度和抗应力腐蚀能力。
  • 为了产生足够强度的冲击波，需要极高的激光功率密度，通常在$10^{9}-10^{12}W/cm^{2}$ ，是这几种技术中功率密度最大的。