本项成果发明了高效低成本铝合金均匀凝固控制新技术，结合压铸工艺生产出高性能大型薄壁件，铸件组织细小均匀、缺陷少、表面质量及性能好、尺寸精度高，产品在电子通讯、汽车和国防等领域得到大批量应用。其技术原理为：通过创新研制开发的铝合金均匀凝固控制系统，高效获得成分、凝固组织均匀的半固态流变浆料，直接通过大型压铸机和模具压铸成具有高性能、高表面质量、内部缺陷极低的高质量大型薄壁成形件。

中冶赛迪智慧重载无人仓针对钢铁、有色等制造业以及物流存储过程中的重型货物储运，通过研究高性能智能夹具、全自动无人驾驶行车、高精度3D视觉与2D图像识别技术以及高效智能库管系统，实现重载货物的全自动出入库以及库内倒运。该系统无人驾驶行车控制精度可达10mm，视觉系统识别精度20mm，吊运平均时间<4min。

现代桥梁向大跨度、重载荷、全焊接、绿色环保方向发展，对结构用钢板提出低屈强比、优异的高强韧性匹配、良好的焊接性能和耐大气腐蚀性要求。项目实施初期，高强度钢板存在屈强比偏高，特厚板截面性能稳定性差、焊接效率低，耐候钢焊接适应性差，尚未形成成熟、稳定的高性能桥梁钢制造和应用技术。 从行业需求出发，首钢联合中铁山桥、中铁宝桥两大桥梁制造集团，基于TMCP工艺进行系统研究、技术创新和攻关，开发出新一代低屈强比易焊接高性能桥梁钢产品和配套焊接材料及工艺，解决了高性能桥梁钢制造和应用难题。

钢铁研究总院等单位通过对“多相、亚稳、多尺度”的高性能钢铁材料M3组织调控理论研究及核心技术研究，发明了第三代汽车钢和第三代低合金钢技术成分体系和组织调控技术，原创性地进行了第三代汽车钢和第三代低合金钢原型钢的工业生产，包括高强塑积中锰第三代汽车钢、高强韧管线钢和耐火抗震的建筑钢等三类原型钢分别在太钢、济钢、莱钢、南钢和武钢进行了工业化生产。

本重点专项的总体目标是：围绕新材料“研发周期缩短一半、研发成本降低一半”的战略目标，融合高通量计算（理论）/高通量实验（制备和表征）/专用数据库等关键技术，变革材料研发理念和模式，实现新材料研发由“经验指导实验”的传统模式向“理论预测、实验验证”的新模式转变，显著提高新材料的研发效率，增强我国在新材料领域的知识和技术储备，提升应对高性能新材料需求的快速反应和生产能力；培养一批具有材料研发新思想和新理念，掌握新模式和新方法，富有创新精神和协同创新能力的高素质人才队伍；促进高端制造业和高新技术的发展，为实现“中国制造2025”的目标做出贡献。

贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》《“十三五”国家科技创新规划》和《中国制造2025》，围绕产业链部署创新链，实施材料重大科技项目，着力保障重点基础产业供给侧结构性改革，满足经济社会发展和国防建设对材料的重大需求，提升我国材料领域的创新能力，引领和支撑战略性新兴产业发展。 通过前瞻部署策略，科学把握新技术的原创点，瞄准国民经济和社会发展各主要领域的重大、核心和关键技术问题，实施材料领域重大工程和重点专项，从基础前沿、重大共性关键技术到应用示范进行全链条设计，一体化组织实施，使材料的基础前沿研发活动具有更明确的需求导向和产业化方向；实施技术创新引导策略，着重培育战略性新兴产业生长点；切实加强我国材料高技术领域自主创新能力，切实提升产业的核心竞争力，为我国经济社会发展与国防安全提供强有力的材料支撑。 加强我国材料体系的建设，大力发展高性能碳纤维与复合材料、高温合金、军工新材料、第三代半导体材料、新型显示技术、特种合金和稀土新材料等，满足我国重大工程与国防建设的材料需求。 重点发展海洋工程材料、高品质特殊钢、先进轻合金、特种工程塑料、特种玻璃与陶瓷等先进结构材料技术；高性能膜材料、智能/仿生/超材料、高温超导材料、新型生物医用材料、生态环境材料等特种功能与智能材料技术；新型微电子/光电子/磁电子材料、印刷电子材料、功能晶体与激光技术等战略性先进电子材料技术；以高通量设计/制备/表征为特征的材料基因组技术；石墨烯等纳米材料技术。带动战略性新兴产业生长点的形成，切实促进市场前景广阔、资源消耗低、带动系数大、就业机会多、综合效益好的材料产业发展。 大力推进钢铁、有色、石化、轻工、纺织、建材等量大面广的基础性原材料技术提升，实现重点基础材料关键共性技术的重点突破，提升产业整体竞争力，实现优势产能合作，落实节能减排，实现我国材料产业由大变强。 加强材料领域人才队伍建设，形成材料领域核心领军人才、研究开发人才、工程技术人才和技能人才组成的材料人才体系及其评价机制，提升创新创业人才队伍的整体素质和水平；着重提高企业技术创新创业人才的水平和比例，满足材料领域发展的需求。

高性能构件设计与制造目前存在以下三方面问题：一是由于材料分布和多尺度结构特征对构件性能的耦合影响规律复杂，导致构件材料与结构匹配的性能设计困难；二是由于传统设计方法和制造工艺的约束，导致复杂构件整体制造困难；三是由于缺乏构件精确成形调控方法，需反复试错，造成高性能目标控制困难。 　　一、科学目标 　　以航空航天典型高性能复杂构件为研究载体，探明多尺度结构与构件性能的映射规律，揭示材料组织演化与结构变形的交互作用机制，探索材料-结构一体化复合制造原理，形成材料-结构一体化设计与制造基础理论，实现高性能复杂结构的整体制造。 　　二、研究内容 　　（一）材料-结构多尺度建模与一体化设计。 　　研究苛刻服役环境下高性能构件宏微多尺度性能表征建模及材料-结构与性能的映射规律，建立宏微结构构型与材料分布的跨尺度拓扑优化设计新方法。 　　（二）多材料结构逐点/逐域控制的增材制造。 　　研究成形过程熔池的表/界面行为和多材料、多尺度结构的界面问题，揭示界面应力的局部能场调控机理，实现材料-结构的形性协调。 　　（三）异质材料构件的界面行为与结构精确制造。 　　研究异质材料叠层制造中宏细观界面特征形成和几何误差传递规律，探索复合制造过程的调控策略，实现高性能构件几何特征与性能的同步精确制造。 　　（四）材料组织演化与结构变形的精确调控。 　　研究高性能构件材料组织演化与结构变形的耦合机理，揭示外加能场对构件材料组织和变形的影响规律，实现多场耦合作用下结构变形协调与性能的精确调控。 　　（五）高性能构件整体制造新原理与新装备。 　　基于材料-结构一体化设计与制造新方法，探索与验证典型构件整体制造新原理、新工艺与新装备。 　　三、申请注意事项 　　（一）申请书说明选择“高性能构件材料-结构一体化设计与制造”，申请代码1选择E0508 　　（二）申请人申请的直接费用预算不得超过1500万元/项（含1500万元/项）。 　　（三）本项目由工程与材料科学部负责受理。

本重点专项总体目标是：围绕新材料“研发周期缩短一半、研发成本降低一半”的战略目标，融合高通量计算（理论）/高通量实验（制备和表征）/专用数据库等关键技术，变革材料研发理念和模式，实现新材料研发由“经验指导实验”的传统模式向“理论预测、实验验证”的新模式转变，显著提高新材料的研发效率，增强我国在新材料领域的知识和技术储备，提升应对高性能新材料需求的快速反应和生产能力；培养一批具有材料研发新思想和新理念，掌握新模式和新方法，富有创新精神和协同创新能力的高素质人才队伍；促进高端制造业和高新技术的发展，为实现“中国制造2025”的目标做出贡献。 本重点专项的主要研究内容是：构建高通量计算、高通量制备与表征和专用数据库等三大示范平台；研发多尺度集成化高通量计算方法与计算软件、高通量材料制备技术、高通量表征与服役行为评价技术，以及面向材料基因工程的材料大数据技术等四大关键技术；在能源材料、生物医用材料、稀土功能材料、催化材料和特种合金等支撑高端制造业和高新技术发展的典型材料上开展验证性示范应用。共部署40个重点研究任务，专项实施周期为5年（2016-2020年）。 2016年，本重点专项在材料基因工程关键技术和验证性示范应用方向启动了13个研究任务。2017年，拟在材料基因工程关键技术和验证性示范应用方向启动16个研究任务（其中，由于金属基、陶瓷基和高分子基复合材料的设计方法和制备工艺差别较大，故将任务16分成3个子任务列出，即指南16.1、16.2和16.3），拟支持18-36个项目，拟安排国拨经费总概算为3.24亿元。凡企业牵头的项目须自筹配套经费，配套经费总额与国拨经费总额比例不低于1：1。

高性能、低温度系数稀土永磁材料的是我国高技术武器装备更新换代所需的关键材料，是航空、航天、航海以及兵器等各种高尖端武器装备中核心系统中的关键材料。永磁材料的高性能和温度稳定性在很大程度上决定了高尖端武器装备的工作稳定性和精确性。 本成果所形成的钕铁硼永磁材料具有高磁能积的同时，降低了其温度系数；改善了材料的耐蚀性能。该成果的实施使我国永磁材料的研究水平与生产水平提高到一个全新的高度，达到国际领先水平

本项目针对国内尚无重量大、高性能的支承辊修复技术，探索采用堆焊复合再制造工艺技术重点突破系列堆焊药芯焊丝配方技术，热处理、堆焊及机加工等关键参数的控制工艺，实现大型冶金支承辊表面修复再制造，耐磨性能、硬度、使用寿命等关键指标达到或超过新品，费用较购买新品大幅度降低，修复时间不超过三个月，大幅降低钢铁企业采购成本，开创大型支承辊修复产业。