先进钢铁材料及其低碳制备团队
一、主要研究方向
可持续钢铁材料
近终形制造技术
先进钢铁材料
二、研究进展及成果
先进钢铁材料及其低碳制备团队由中国工程院院士毛新平领衔，汇聚长江学者汪水泽、国家杰青高军恒及多名国家级青年人才，形成了院士领衔、高层次人才引领、青年科研人才支撑的科研创新团队。团队兼具扎实的钢铁工程实践能力和国际化视野，围绕可持续钢铁材料、近终形制造技术和先进钢铁材料三大方向开展前沿研究与技术创新。近年来，团队面向国家“双碳”战略和钢铁工业绿色低碳转型重大需求，承担国家自然科学基金重大项目、教育部基础学科与交叉学科突破计划首批先导项目，以及多项“十四五”国家重点研发计划项目，持续开展钢铁材料低碳制备基础理论、关键技术及工程应用研究。
团队高度重视“产学研用”协同与科技成果转化。与宝武钢铁、鞍钢、首钢、攀钢、河钢、中信特钢、日照钢铁、沙钢等行业龙头企业建立长期合作关系，建设20余个校企、校地合作平台。国际合作方面，与塔塔钢铁围绕钢铁材料高质化再生开展实质性合作，并与巴西矿冶公司、中信金属公司共建“低碳排放铌钢联合研究中心”，持续拓展先进钢铁材料及低碳制造领域的国际协同创新。
团队具备完善的材料设计、制备加工与高端表征等科研条件。具有中试级的钢铁材料全流程制备加工试验条件，包括铸锭冶炼（真空电弧炉、真空感应熔炼）、平面流铸设备、中试热轧和冷轧（热轧、冷轧试验机）、热模拟及热处理（热力模拟试验机、连铸连轧模拟试验机、连续退火模拟实验机）等设备；建有国际一流的材料表征平台，包括3D-AP、FIB、TEM、AFM、SEM、XRD等，为钢铁材料基础研究、技术开发和工程验证提供有力支撑。
团队在再生钢铁原料高质化利用、低碳短流程制造，以及先进汽车用钢、高性能轨道钢、高强桥梁钢、特殊钢棒线材等先进钢铁材料研发与应用领域取得系列创新成果，并实现工程应用。相关成果发表于Nature、Science、Acta Materialia 等国际高水平期刊，获得国家科技进步二等奖3项、省部级科技一等奖10余项。培养博、硕士研究生200余人，其中60余人已毕业，就业率100%。毕业生主要进入中国宝武集团、中钢集团、中核集团等大型央国企，中国航发航材院、中国核动力研究设计院、北京汽车研究院等高水平科研院所，华为、小米、中芯国际等高新技术龙头企业，北京奔驰、中国建设银行等优质中外合资企业及金融机构，以及上海交大、美国犹他大学、香港城市大学国内外高校深造或就业等。
近年来承担的项目及企业合作情况：
代表性研究内容及成果：
1、 可持续钢铁材料
围绕钢铁材料绿色低碳制备与资源循环利用，重点开展再生钢铁原料高质化利用、高性能钢铁材料低碳制备等方向研究。依托教育部基础学科与交叉学科突破计划先导项目“可持续钢铁材料”和国家自然科学基金重大项目“变革性低碳钢铁制造流程理论与技术”，开展再生钢铁原料中残余元素调控、低碳冶金及高性能材料开发等关键技术研究。与辽宁材料实验室合作共建钢铁再生技术研究所，推进再生钢铁资源循环利用及可持续钢铁材料研发。
2、 近终形制造技术
围绕钢铁制造流程短流程化、高效化和低碳化，重点开展薄板坯连铸连轧、薄带铸轧和平面流铸等技术研究。开发薄板坯连铸连轧高性能汽车钢制造技术，实现先进高强汽车钢的短流程制备；开展基于薄带铸轧技术的低成本高强钢研发，与沙钢合作推进薄带铸轧技术产业化应用；开展ESP无头带钢生产技术研究，与日照钢铁开展产学研用合作，推动无头轧制短流程制造技术在先进汽车用钢领域的应用。承担“十四五”国家重点研发计划项目，开展超薄硅钢、高硅钢及高性能磁性材料制备技术研究。
3、 先进钢铁材料
围绕高性能钢铁材料设计、制备与工程应用，团队重点开展高强塑钢铁材料、新一代高铁轨道钢、极端环境用钢、特殊钢棒线材及表面工程、数据驱动钢铁材料智能设计等方向研究。在高强塑钢铁材料方面，开展超细晶钢、中锰钢、双异质结构低密度钢等新型材料研发；面向轨道交通领域开展川藏铁路用长寿化轨道钢研究；围绕能源装备和重大工程需求开展低温用奥氏体不锈钢、高熵合金等材料研究；同时开展高碳硬线、弹簧钢、冷镦钢、轴承钢、齿轮钢、链环钢、非调质钢、高速钢、工模具钢等特殊钢产品研发及应用。
4、 代表性成果与科技奖励
2023-2026年，团队代表性成果先后获得冶金科学技术一等奖6项、中国材料研究学会科学技术一等奖2项：
2026年，“420/500MPa级高抗疲劳风电用钢及应用技术”，冶金科学技术一等奖；
2026年，“1000~2200MPa系列汽车用高性能薄铝硅镀层热冲压钢开发及应用”，冶金科学技术一等奖；
2026年，“铁性智能材料微结构演化模型与性能调控机理”，中国材料研究学会科学技术一等奖；
2025年，“钢铁全产业链碳素流精益管控关键技术研发与应用”，冶金科学技术一等奖；
2025年，“面向一体化热成形的新一代涂镀钢板开发与应用技术”，冶金科学技术一等奖；
2024年，“高端特殊钢线材在线等温热处理技术与装备自主创新”，冶金科学技术一等奖；
2024年，“先进金属材料界面缺陷增强增塑新机制”，中国材料研究学会科学技术一等奖；
2023年，“面向碳中和的高性能汽车白车身用钢开发与应用”，冶金科学技术一等奖。
5、 代表性学术论文
团队在Nature、Science、Acta Materialia、Materials Today、Scripta Materialia、Journal of Materials Science and Technology 等国际高水平期刊发表系列研究成果200余篇，代表性论文如下：
[1] Junheng Gao, Suihe Jiang*, Huairuo Zhang*, et al. Nature, 2021, 590(7845): 262-267.
[2] Qiongyao He, Søren Schmidt, Wanquan Zhu, et al. Science, 2023, 382: 1065-1069.
[3] Qing Zhu, Junheng Gao*, Haitao Zhao, et al. Acta Materialia, 2024, 276: 120092.
[4] Yuhe Huang, Shuai Xu, Xueqiao Li, et al. Acta Materialia, 2024, 276: 120102.
[5] Junheng Gao*, Suihe Jiang, Haitao Zhao, et al. Acta Materialia, 2023, 243: 118538.
[6] Xiaoxiao Geng, Junheng Gao*, Yuhe Huang, et al. Acta Materialia, 2023, 252: 118925.
[7] Gan Li, Chunlu Zhao, Yuhe Huang, et al. Materials Today, 2024, 76: 40-51.
[8] Dexin Zhu, HongHui Wu*, Faguo Hou, et al. Scripta Materialia, 2024, 251: 116210.
[9] Yunfei Zhang, Junheng Gao*, Yuhe Huang*, et al. Journal of Materials Science & Technology, 2026, 245: 124-129.
[10] Qing Zhu, Junheng Gao*, Haitao Zhao, et al. Journal of Materials Science & Technology, 2025, 221: 143-154.
[11] Feiyang Wang, HongHui Wu*, Xiaoye Zhou, et al. Journal of Materials Science & Technology, 2024, 189: 247-261.
