本方向研究新工艺与新材料体系下组织与性能的对应关系，对象包括激光粉末床熔融成形的钛合金、不锈钢与异种金属连接件，以及 CoCrNi 基、FeCoCrNi 基等中熵与高熵合金。

增材制造部分关注激光功率、扫描速度、扫描策略与层间旋转角对熔池形貌、晶粒取向、残余应力和力学性能的影响，重点是晶粒取向在逐层堆积中是否保持连续性，以及热处理对这种取向记忆是保留还是消除。异种材料连接部分研究 T91/316H 等双金属构件界面附近的组织过渡与残余应力分布。高熵与中熵合金部分通过 Al、Mo 等元素的成分调控获得双重异质结构、亚稳组织与析出相，比较不同组织状态下的强度与塑性匹配，并用原位衍射说明其变形机制，包括宽温域下相与 hkl 晶粒族的载荷分配。

方法上把工艺参数作为自变量、组织特征量作为中间变量、力学性能与残余应力作为响应量，使不同工艺与不同成分的结果可在同一框架内比较。