本学科方向以我省钢铁和有色金属两大千亿元产业为服务对象，以材料设计及组织性能控制理论为基础，以计算热力学、计算动力学、数值分析和特种铸造等技术为手段，针对高性能钢铁材料、有色金属及其复合材料、非晶结构材料等的制备及加工过程质量控制进行了系统深入的研究，形成了以下特色研究方向与优势：

（1） 基于计算热力学和动力学的材料设计理论与应用研究。计算热力学和动力学已经成为材料研究领域的一个重要分支，并正在推动材料设计从经验走向科学。近年来本学科方向在省内率先建立了相应的热力学计算及数据库研究平台，并以该系列理论为基础，针对高性能微合金化钢铁材料、抗氧化阻燃镁合金材料、新型环保无铅黄铜材料、铜铝双金属层压复合材料、非晶结构材料的设计制备进行了系统研究，为相关新产品成分设计与工艺优化奠定了理论基础。近期本学科方向将围绕回收铜直接再生利用展开系统深入研究，以重点服务我省迅速增长的铜加工产业。

（2）基于控轧控冷的钢铁材料组织性能控制理论及应用研究。控轧控冷是低成本高性能钢铁材料生产技术的重要发展方向，受到国际冶金界的高度重视并得到迅速发展。近年来本学科方向以该理论技术为基础，针对高强度铁塔用热轧角钢、高碳钢高速线材、高品质船板钢与压力容器钢及薄板坯连铸连轧TRIP钢进行了系统研究，充实了钢材热变形条件下的物理冶金理论，为优化生产工艺、开发新产品提供了理论依据，研究成果已成功应用于生产实践，使我校成为我省及华南地区唯一可向钢铁行业提供专业技术服务的高等院校。今后本学科方向将进一步加强校企合作，提高服务质量与水平。

（3）基于快速凝固技术的非晶结构材料制备理论技术研究。快速凝固技术是近年来得到快速发展的材料加工新技术，在快速凝固条件下，传统材料可形成超细晶、纳米晶、准晶乃至非晶结构，为其带来十分优异的物理力学性能。近年来本学科方向以该理论技术为基础，采用表面机械研磨、快速凝固、熔体浇铸等方法获得玻璃态合金，并研究了非晶态合金形成的热力学与动力学条件，非晶相的晶化转变、块体金属玻璃的强韧化，探索和完善了相关理论，为发展低成本、高强度、易于获得块体材料的新型合金打下了坚实基础。今后本学科方向将在该领域进一步深入研究并探索产业化的可行性。

（4）基于数值分析方法的金属成形过程模拟仿真与应用研究。以数值分析理论为基础的有限元法、有限体积法及有限差分法是研究金属材料凝固及塑性成形过程的先进手段。近年来本学科方向在省内率先建立了系统的软硬件研究平台，并针对薄翅片散热器挤压、复杂件模锻、复杂断面型钢孔型轧制、高速线材控轧控冷、双金属复合轧制、铜管坯行星轧制、管材拉拔与在线退火等进行了系统研究，对相应的工艺与工装模具进行了优化设计，成果已成功应用于生产实践。今后本学科方向除继续深入开展塑性加工领域的研究服务外，还将进一步向钢坯连铸、铜管坯及铜单晶水平连铸等领域发展。

该方向造就了一批理论基础扎实、业务能力强的研究队伍，其中教授4人，副教授4人，具有博士学位4人。近五年来共承担和完成了包括国家和省部级自然科学基金与科技支撑计划在内的纵、横向科研项目20余项，科研经费800多万元，发表学术论文80余篇，其中30余篇被SCI、EI和ISTP收录，部分成果已在生产实践中得到应用并为企业创造了显著的经济效益。本学科方向自1996年起开始培养硕士研究生，目前在读研究生15人。