1、新材料研究与开发
该方向主要研究:新型铝镁合金材料研发及其性能强化；先进功能陶瓷及薄膜材料；新型能源材料；热电、压电及磁功能材料的合成与评价等。
2、材料液态成形及质量控制
该方向主要研究：液态金属凝固过程中的传热与传质及流动性、凝固组织与化学成分及工艺因素相关性，液态金属充型及凝固过程数值模拟，各种缺陷形成机理及缩孔、变形和热裂等缺陷预测；新型耐磨材料的制备及性能评价等。
3、材料塑性成形及质量控制
该方向主要研究：围绕金属材料和金属基复合材料开展锻压、冲压、挤压、轧制、旋压等成形技术，涉及材料塑性成形过程控制与模拟、材料塑性成形工艺与模具、材料塑性成形理论、材料塑性成形过程中微观组织演化及质量控制等内容。
4、材料焊接及质量控制
该方向主要研究：铝镁合金、钛合金和合金钢等工程材料的焊接技术研究与开发，涉及复合焊接、等离子焊接、光纤激光焊接和接头表面纳米化处理等，解决各种材料在不同焊接过程中的关键技术问题。开发新型焊接设备及工艺、焊接电弧物理及焊接过程控制，以及新型数字弧焊逆变电源及相关设备研发、焊接质量神经网络预测及在线控制研究。
5、材料表面处理及强化
该方向主要研究：材料表面处理及强化理论，建立在物理、化学、冶金、材料、机械等多学科交叉基础上，涵盖表面处理、表面加工、表面涂层和表面改性等。表面强化技术是核心内容，采用多类型处理工艺来增强材料的表面强度，改善材料的硬度、耐磨性、耐蚀性等综合性能。
