不锈钢激光切割相变硬化是利用高能激光束扫描工件，在材料表面获得淬火组织的一种表面热处理方法。激光辐射可以使铁碳合金的表面温度提高到奥氏体化温度以上，依靠自身冷却获得马氏体淬火组织。激光相变处理的主要对象是各种钢材、铸铁等受热时发生相变的钢材。用于激光切割不锈钢的相变硬化材料的原始组织主要是退火或回火组织。
不锈钢激光切割相变硬化具有以下特点：（1）加热冷却速度快，加工周期短，自淬火，无冷却介质；（2）相变硬化层组织细小，常含有非平衡相。其硬度高于常规淬火，耐磨性和耐蚀性显著提高；（3）可淬火气缸壁隐藏件、盲孔、深孔及大型零件局部表面；（4）零件变形小，节约淬火介质，减少环境污染。激光相变硬化研究成果的主要应用是发动机缸体的表面热处理。不锈钢激光切割相变硬化的加热和冷却在很短的时间内完成，其特性可用热循环曲线来描述。热循环曲线表示材料在一定深度处的温度随时间的变化。热循环曲线的特征与激光加工参数、金属表面的吸收率和材料的热物理参数有关。温度随加热层深度和时间的变化可以用热传导方程来描述，通常可以得到其分析结果。
不锈钢激光切割加热材料时，表面温度远高于奥氏体化温度。从表面到次表层，可分为奥氏体转变区和热影响区。在激光功率足够的情况下，材料的冷却速度足以保证奥氏体转变为马氏体。不锈钢激光切割加工一般可分为三层：**层为马氏体；第二层为马氏体、贝氏体和珠光体，为混合结构；第三层为热影响区为非相变组织。不锈钢表面层经激光切割后硬度**。具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。硬化层的深度一般小于1mm，根据钢的含碳量，硬度可以达到55HRC甚至更高。
不锈钢激光切割相变硬化过程中，加热材料成分往往不均匀，存在成分偏析现象。相变产物往往偏离合金的平衡相图，从而产生一些特殊的组织。（后文所述激光重熔和激光熔凝这一特点在熔覆和激光焊接中也有使用），如铸铁和不锈钢的激光切割加工区存在大量的残余奥氏体等，从本章给出的照片中可以看到淬火马氏体和残余奥氏体并对病变区的形态进行了电镜观察。
