（1）高功效轻合金构件铸造成型技术

以材料、物理、化学、力学与计算机理论为指导，运用相图计算、第一性原理、分子动力学、相场法等计算手段，优化设计新型耐损伤合金成分和热处理工艺；以数值模拟与仿真为手段，对铸造充型过程中金属液体和模具的温度场分布以及流动规律进行研究，以快速获得最优的铸造成型工艺参数和模具设计方案，发展高功效轻合金构件铸造成型模具设计制造与工艺优化智能CAD/CAE技术；建立高功效轻合金构件铸造成型过程宏细微观变形的预测模型，精确仿真铸造成型过程规律，揭示成型机理；利用先进的视觉检测和激光测量等技术，采用强化学习、迭代学习等智能控制，提高装备精度与性能，实现高功效轻合金构件铸造成型过程的精确控制。

（2）高功效轻合金构件塑性成形技术

针对航空航天、武器装备及交通运输领域对高性能轻质合金材料的需求，开展高性能铝、镁、钛合金塑性成形工艺的研究。重点开展面向装甲车领域的高抗弹高耐损伤铝合金厚板塑性成形工艺的研究、面向航天领域的高性能镁合金复杂结构件塑性成形工艺的研究、面向装甲车领域的新型钛合金构件的制备工艺研究。建立铝合金厚板塑性成形工艺-微观组织均匀性-力学性能的关系模型，探明降低铝合金厚板组织与性能不均匀性的方法；探究镁合金复杂结构件成形过程中微观组织与织构的演变规律，建立大型镁合金复杂结构件力学性能各向异性的形成机理及控制技术，提高镁合金大型复杂结构件的性能；建立钛合金精确成形过程中成形工艺对微观组织的影响规律，进而确立变形工艺影响合金力学性能的机理，提高钛合金复杂结构件的力学性能，实现构件减重。

（3）高功效轻合金构件连接成形技术

针对航空航天、新能源汽车、武器装备领域中高功效轻合金构件的连接需求，开展的轻合金高性能焊丝及焊接技术的研究与开发。重点开展高性能铝合金MIG焊焊丝的研发，包括铝合金MIG焊焊丝成分、外观、尺寸误差对高强铝合金焊接接头组织及性能的影响；感应加热熔丝复合激光焊接铝合金厚板中热源种类、功率及焊接速度对焊缝及热影响区组织的影响机制研究，通过建立铝合金厚板复合焊接中的热场及流场有限元模型，实现焊接接头组织及性能的预测；基于电弧能量信号时频特征对多电弧高速埋弧焊焊接过程进行监控，实现多电弧高速埋弧焊的自动化质量控制；研究轻合金与高分子材料的超声波焊接机理，结合焊接参数、表面形貌等对材料熔化、铺展、凝固行为的影响，建立轻合金/高分子材料的接头形成模型，进而研究不同参数下焊接接头强度的影响机制，突破轻金属与高分子材料难焊接的瓶颈。

（4）复杂服役条件下的高功效轻合金构件耐损伤性能评价

针对交通工具与武器装备高可靠性发展需求，以疲劳过程数值模拟、疲劳实验原位观察、高分辨率无损检测、构件疲劳寿命预测建模等相关技术及方法，开展轻合金构件在复杂服役条件下的耐损伤性能研究。重点开展潮湿、盐雾等典型服役环境下轻合金构件的疲劳损伤机理、性能衰变规律分析与寿命预测建模研究，为相关装备的服役可靠性评估及结构设计提供理论支持；结合原位观测技术与高分辨率无损检测技术，开展轻合金构件从微观至宏观的损伤演变机理研究，分析构件微观组织、加载条件、服役环境与损伤行为之间的相关性，为构件的成形过程控制提供理论依据；开展轻合金构件磨损与疲劳损伤的交互作用机制、基于接触力学、损伤与断裂力学理论与方法，建立损伤演变过程中几何、力学与材料参量的统计关联模型，构建面向服役寿命及其可靠性的微动疲劳设计与评判准则。