钢材是国民经济的基础原材料,各元素成分对钢种质量都有重要影响,为了满足实际生产应用,需要对钢种质量严格把关,对不同型号钢进行实时、有效的检测,因此分析检测技术至关重要,是确保钢铁质量和性能合格的基本前提。现有的检测方法有的对轻元素检测比较困难,有的需要繁琐的前处理,有的检测周期太长,限制了冶金业的高速化、连续化、大型化发展。本文对现有钢铁检测仪器、方法的优缺点进行了对比分析,然后提出了一种新的方法——激光诱导击穿光谱法,为实现钢铁快速、多元素同步分析提供了新的途径。本文首先对激光诱导击穿光谱技术(Laser-inducedbreakdownspectroscopy;LIBS)在钢铁业应用研究的发展历程、应用优势、基本原理进行了详细的阐述。对试验台架的搭建、改进及常用定量分析模型进行了介绍说明,为钢铁的定量分析做准备。在钢铁的定量分析过程中,测量参数是影响LIBS准确测定的重要因素,为了获得合适的测量参数,针对激光能量、聚焦点到样品表面的距离、延时等进行了多次试验,并对其影响机制进行了理论分析,找到了能够精确测量的实验条件。在确定合适测量参数后,对304不锈钢、316不锈钢、40Cr钢中的Mn、Cr、Si元素进行了定量分析。对测定精度较低的Si、Mn元素分别采用内标法、多元素数据矫正法削弱了由于环境波动、基体效应对测定结果造成的影响,提高了元素的测定精度,达到了精确测定的目的。除此之外,利用T8钢种制取了不同晶体组织的钢铁,并分别进行了光谱特性实验研究和相关理论分析。数据结果表明三种组织之间的等离子体特性相差较大,通过增加激光能量和采取合适的延时可以扩大光谱差异,为判断“高温失效”及其“组织相变”提供了重要依据。最后,对全文进行了总结归纳,对LIBS技术在冶金在线分析领域的应用前景进行了展望和建议。