试验表明，采用2.4千瓦的激光功率，5毫米直径的激光光束，每秒7毫米的扫描速度，可以获得深达1.69毫米的表面硬化层，硬度可达62HRC。其显微组织由0.23毫米厚的熔凝层与1.46毫米厚的相变层所组成。最表面的熔凝层组织较复杂，由于激光处理时碳化物基本溶解，造成组织中碳和合金元素Cr，Ni含量较高，在随后冷却转变中形成胞状奥氏体组织，残留奥氏体量很多，硬度值波动较大。相变层的硬度值达到最大，而且在整个厚度区基本保持一致。这是因为该区域在快速加热下仍保留了较多的碳化物，并使其呈细小的分布状态，随后冷却时组织转变为高碳马氏体和较少量的残留奥氏体，故硬度值较高。值得指出的是，硬化层的硬度分布几乎无变化梯度，这对提高零件的耐磨损寿命十分重要。常规热处理硬化层的硬度从表面到内部有明显的硬度下降梯度，表面硬度最高，耐磨性最好，但随着服役时间增加，表面逐渐被磨去，接触面的硬度值逐渐降低，磨损随之加剧，最终导致因磨损量过大而失效。而激光淬火的硬化层硬度值保持在高值，当表面磨去后，新的接触面的硬度值并未下降，耐磨性仍然很好，因而不会发生磨损随之加剧的现象，大大提高了耐磨损寿命。另一方面，相变硬化层里还具有较高的压应力，这也有利于改善轧辊的耐磨性和抗热-机械疲劳性。
轧辊的激光表面处理工艺简单易行，成本低廉，具有很好的应用前景。但是，处理后的硬化层内容易产生裂纹，这是由于轧辊体积庞大，冷却速度很大，轧辊表层的残余应力很大的结果。合理选择激光功率、扫描速度等工艺参数以避免裂纹的产生是该方法必须注意的关键。
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