本发明提供一种快速在金属材料表面制备膨胀α相的方法，配置由渗源、电解质和去离子水等三部分组成的电解液体系；将预处理后的金属材料放入盛有步骤一所配制的电解液体系中，利用直流高压电源，以待处理的金属材料为阴极，不锈钢板或石墨板为阳极，在电解液体系中产生稳定的液相等离子体辉光放电现象；在液相等离子体电解渗入装置中，利用步骤二所形成的稳定液相等离子体辉光放电现象，采用一步法或两步法对金属材料进行液相等离子体电解渗氮或渗碳或氮碳共渗处理，即可快速在金属材料表面制备膨胀α相。本发明具有元素渗入时间短、制备效率高、无需低压或真空环境气氛条件、反应装置成本低、且可在常温电解液中进行等显著优势。