當激光的功率密度約為103-1050W/cm2，便可實現對鑄鐵、中碳鋼、甚至低碳鋼等材料
進行激光表面淬火。激光淬火層的深度一般為0.7~1.1淬火層的硬度比常規淬火約高
20，產生的變形小，能解決低碳鋼的表面淬火強化問題。
對激光淬火能獲得超高硬度的機理，一般認為是由子激光淬火是驟冷驟熱過程，碳在奧氏體中來不及均勻化，因而馬氏體中碳含量較高，致使硬度升高。最明顯的例證是10號低碳鋼激光淬火，其表層硬度可高達700Hv，而常規淬火的低碳馬氏體硬度只有380Hv。而且在激光淬火中由于碳擴散不均勻，所得馬氏體更細。有人在研究Cr12鋼激光淬火時發現，該材料原始組織的晶粒度為12級，而激光表面淬火硬化后為15級，晶粒明顯細化。此外，還有人在研究GCr 15鋼時發現，經激光處理過的GCr 15鋼中的位錯密度高達1022條，而在殘余奧氏體中也有同徉的位錯密度。因此，激光表面淬火能得到超高硬度是由干馬氏體本身硬度增高、馬氏體細化和具有很高的位錯密度所致。
激光焊接
當激光的功率密度為105~107W/cm2,照射時間約為1/100秒左右，即可進行激光焊
接。激光焊接一般無需焊料和焊劑，只需將工件的加工區域“熱熔”在一起就可以。激光焊接過程迅速。熱影響區小，焊縫質量高，既可以焊接同種材料，也可以焊接異種材料。還可以透過玻璃進行焊接。