随着工业的发展,人们对金属材料的综合力学性能有了越来越高的要求。梯度材料因其具有的突破传统金属材料的良好的综合力学性能而受到广泛关注。激光表面处理工艺作为一种可以在工业上大批量生产的方法,在制备梯度材料方面有着极大的潜力。本文探索了应用激光表面处理工艺来制备梯度材料的可行性,针对不同类型的材料如退火态的粗晶无间隙原子IF钢（加工过程中组织不发生相变）及冷轧态的细晶IF钢、可能发生相变的球化T8珠光体钢及航空用Al-Li合金材料进行尝试,希望获得更好的机械性能。通过改变激光表面处理构型调控激光条带加工区和基体的比例,探索了不同梯度特征对材料性能的影响,并应用拉伸机、硬度计等力学测试仪器研究了机械性能的差异,得到了激光表面处理构造梯度材料后机械性能最优化的激光表面处理构型和材料。通过光学显微镜、扫描电子显微镜EBSD（背散射电子衍射）及ECC（电子通道对比成像）等材料表征方式对材料激光表面处理前后微观组织进行了分析。结合力学测试性能和组织分析结果得到了以下结论:（1）激光表面处理工艺制备梯度材料的方式在IF钢材料的应用中效果显著,退火态构型1（Type 1）样品在激光表面处理样品中延伸率最佳,和原始样品比较其延伸率几乎无下降且强度实现了提高。强化效果最优的为退火态构型3（Type 3）样品,其屈服强度为283MPa,抗拉强度为344MPa,均匀延伸率为11.4%,总延伸率为32.4%。强塑性匹配最优的为退火态构型2,其强塑积为11.92 GPa·%。IF钢冷轧态样品激光表面处理后延伸率得到了提高,但其强度下降明显。（2）IF钢退火态样品经激光表面处理后激光加工区的硬度值均大于基体材料,其组织包含了熔区和热影响区,激光加工中心部分熔区深度约为150μm左右,加工区深度约为400μm左右,熔区内部硬度分布均匀,且该区域硬度值为样品中最高,热影响区中硬度值随深度的增加逐渐减小。（3）IF钢退火态样品织构主要为γ织构,其余为α织构。IF钢冷轧态样品织构主要为α织构,其余为γ织构。两种处理状态的IF钢材料中热影响区织构类型和强度均和其基体材料类似。两种状态材料的熔区中织构类型均存在变化且织构强度和热影响区、基体相比也大幅度减小。（4）冷轧态Al-Li合金激光表面处理后强度存在下降,延伸率未有明显改善;激光表面处理后T8钢样品强度和延伸率均存在大幅度下降,主要原因可能是激光加工参数选择不当,需后续研究探索合适的加工参数。