新金属结构材料基础研究梯队
主要研究方向：
金属间化合物结构材料的相图及相形成规律，金属间化合物的精细相结构，有序结构和内界面结构，金属间化合物的形变、强度与脆性，金属基及金属间化合物基复合材料的结构与性能，强加工及组织纳米化，高性能新金属材料。
TiAl金属间化合物具有低密度、高强度、高模量、高蠕变抗力、抗燃烧等优异性能，成为高温钛合金使用温度上限和高温合金下限区间减重的唯一候选材料。另外，小型化、轻量化、静音化是航空航天以及整个现代电力电子器件的发展方向。低铁损、低噪音软磁材料可以满足电器频率提高，实现能量密度增加。高硅(Fe-6.5wt.%Si)薄带具有磁性能优异、可二次加工、原料成本低等优势，将在航空航天、现代交通、先进制造、清洁能源等领域发挥重要作用。
主要研究成果：
1. 高Nb-TiAl合金的相关系和相图通过热力学计算和试验研究不同Nb含量的多组元高温TiAl合金的准相图、高温不同截面图和其它添加合金元素的影响，揭示多元合金的相变规律和相关系；首次发现Nb含量大于5%时，出现稳定ω相区，且随Nb含量增加ω相区增大。
2. 高Nb-TiAl合金板材先进制备通过研究高温条件下合金成分-组织-性能关系，揭示高Nb-TiAl合金的变形机理和强韧化机制。以冶金铸锭为坯料直接制备高Nb-TiAl合金板材，并实现制备过程中典型组织的精确控制。此工艺无需热等静压+等温锻造/等温挤压预处理，流程简单，更适合工业化大规模生产。获得的近γ、双态组织具有优异的超塑性加工性，近片层和全片层组织具有细小均匀的片层团组织，具有优异的高温强度。
3. 高硅钢组织、结构表征及调控通过对高硅钢有序结构表征及调控，阐明高硅钢脆性本质及塑性改善机制。利用TEM衍射强度分析方法，对高硅钢有序度进行定量分析。通过成分、结构、组织精细控制，改善高硅钢室温脆性，实现室温加工。
4. 高硅钢连续薄带先进制备及应用利用逐步增塑法制备高硅钢冷轧薄带，带张力连续轧制，薄带厚度0.3~0.5mm；利用单辊快速凝固甩带法制备高硅钢薄带，带张力连续冷轧调控厚度，薄带厚度0.02~0.05 mm。连续薄带在高频变压器、高频电感器、高速电机等领域应用，具有节能、降噪等优点。
5. 高Nb-TiAl合金3D打印
研究电子束选区熔化（EBM）成型过程中快速凝固、热影响区循环作用、组织退化等过程，揭示在高频波动温度场下初始非平衡组织的演变规律。结合仿真模拟，通过对温度场的精准控制，实现全片层、近片层、双态、近γ组织的高NbTiAl合金3D打印。
非晶合金与亚稳材料研究梯队
1. 非晶纳米晶软磁合金的成分设计与形成机理、原子堆垛及局域有序结构。高质量非晶纳米晶合金带材制备中的关键基础科学问题
2. 高性能（包括高韧性、高硬度、耐腐蚀、耐辐照等）非晶合金的形成规律与应用基础研究
3. 基于材料基因工程方法的航空发动机和地面燃机高温部件用高温合金与高熵高温合金的理性设计与实验研究
4. 十次准晶的结构，生长机理及其性能研究。在原子尺度上研究准晶的三维晶体结构，及其在一定温度下的生长机理和性能特征
新金属材料模拟与设计梯队
1. 非晶合金强韧化
·通过合金异质形核等方法，研制出厘米级TRIP效应韧塑化非晶合金复合材料。
·通过原位中子加载实验结合分子动力学模拟，揭示了TRIP增强非晶复合材料变形过程中相变与形变的耦合作用及变形机理。
·通过先进实验技术结合计算机模拟揭示了非晶合金结构不均匀性与宏观性能的关联。
2. 高熵合金组织结构与强韧化
·高熵合金相形成规律和高通量合金设计
·通过锯齿流变行为研究材料的塑性流动及其微观机制
·系统研究了高熵合金的组织稳定性和变形机理
·通过有序-无序界面匹配调控，研制出γ’相析出强化的高性能高熵合金
·基于“亚稳相变工程”学术思想,研制出相变强韧化的bcc结构高熵合金
·首次发现高压下高熵合金的同质异构转变现象，为调控高熵合金的组织性能提供了新途径
3. 高性能钢铁材料
·基于有序-无序匹配的界面工程设计，研制出具有优异综合力学性能的超高强度马氏体时效钢；系统研究了新型奥氏体耐热钢的蠕变、腐蚀和氧化行为。
