1、新型轻质高性能钢高纯冶炼及特种制造技术。

本方向主要针对各种交通运载/搭载装备的轻量化重大需求，开展低密度高性能轻质钢的设计、制备及应用研究。在国内外率先突破和掌握了新型轻质钢大规模工业制备的材料设计、特种冶金、精确锻造/轧制成型技术，系列轻质化材料具有优异的物理、化学、力学综合性能。同时研发了配套焊材、数字脉冲电弧焊、激光焊、激光电弧复合焊、激光切割等多种特种加工技术，在汽车、高铁、船舶、输氢储氢等多个领域极具应用前景。负责承担在研国家重大项目、行业科技攻关项目多项。

2、高效智能焊接成套技术。

本方向主要研究桥梁、风电、船舶、管线等领域的多丝自动焊、智能机器人弧焊、激光电弧复合焊等高效焊接技术，包括高效焊钢材、焊材、特种焊接及智能控制技术。承担国家自然科学基金项目、行业科技攻关项目10余项，相关技术已示范应用。

3、新型轻质高性能钢带制造技术。

本方向主要针对汽车及轨道车辆领域的轻量化重大需求，开展新型轻质高性能钢带制备的高纯精确冶炼、均质化铸坯、控温热连轧、在线固溶、冷轧及在线退火工艺技术。同时研发了配套焊材、激光焊、电阻焊等多种特种加工技术，在汽车、高铁等多个领域极具应用前景。承担国家科技重大专项课题、行业科技攻关项目多项，与多家企业达成合作关系。

4、新型轻质耐蚀高性能钢无缝管材制造技术。

本方向聚焦深地超深层油气开采、深海油气输送及高温高压复杂地质等严苛应用场景，开展新型轻质耐蚀高性能钢无缝管材先进制造技术研发。重点突破微合金化成分精准设计与组织调控、精密斜轧穿孔工艺优化、固溶强化热处理、冷拔-时效协同成形等关键技术，构建适应复杂载荷与腐蚀耦合环境的长寿命无缝管材制备技术体系。团队承担多项国家自然科学基金项目、国家重点研发计划及行业重大专项课题。

5、新型高性能能源用钢及应用关键技术。

本方向主要研究深地、海洋、腐蚀等严苛环境油气资源开采及储运用高性能管材、陆上海上大型风电装备用高性能板材、低温容器用高性能板材、耐蚀合金复合板材等能源用钢及加工技术，以及大型钢桥及隧道长寿命服役的先进耐蚀钢材料及关键技术。成果已成功应用于30余座桥梁工程，其中包括我国港珠澳大桥（我国首座超大型跨海桥梁应用耐候钢）、川藏铁路臧木特大桥（我国首座免涂装耐候钢铁路桥）、官厅水库特大桥（我国首座免涂装耐候钢公路桥）、中俄黑河大桥（国内外首座-60℃低温环境耐候钢桥）。团队承担国家重点项目和行业科技攻关项目10余项，获2023年度河北省科学技术进步奖一等奖1项。

6、大数据智能模型模拟仿真及计算。

本研究方向围绕金属材料在冶炼、铸造、塑性成形及焊接等典型制备与加工过程中的多尺度行为，结合热力学计算与有限元分析方法，对材料组织演化与性能形成机理进行模拟与仿真。引入工业大数据与人工智能模型，构建数据驱动与机理驱动相结合的智能计算框架，实现对复杂工艺过程和材料性能的高效预测与优化。同时，结合第一性原理计算与分子动力学计算，从原子与微观尺度揭示材料成分组织性能关系，为多尺度、多物理场耦合的智能模拟仿真提供理论支撑。