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哈爾濱工業大學材料加工工程學科是由原鑄造、鍛壓、焊接和熱處理（部分）四個學科合并組成。上述四個學科均成立于1952年，創建伊始就承擔了為全國高校鑄造、鍛壓、焊接和熱處理專業培養師資力量的艱巨任務，同年由蘇聯專家培養研究生，在我國創立了比較完備的金屬熱加工專業教學體系。1982年被批準為博士學位授權點，1985年被批準為全國首批博士后流動站。1987年，鑄造、焊接和熱處理三個學科被評為全國首批重點學科。經過全國院校學科調整，合并成現在的材料加工工程學科，并于1996年被確定為“211”工程重點建設學科，1998年被批準設立特聘教授崗位，2001年全國重點學科評比中被評為同學科第一名。

本學科的研究方向為：

焊接研究方向：

高效焊接方法及過程智能控制：研究高效焊接方法、焊接熱源物理基礎與能量傳輸機理，熔滴過渡、熔池行為與焊縫成形，焊接過程質量傳感與智能控制，焊接機器人與自動化系統集成技術及應用；

焊接結構可靠性與質量評價：研究焊接接頭的力學行為，焊接結構應力與變形控制，連接接頭的自動化檢測與分析，智能化質量評價與仿真，結構可靠性與壽命評估；

新材料及異種材料連接：研究新材料、異種材料的連接性及界面行為，超聲、擴散、自蔓延高溫合成等新連接方法，連接過程的數值模擬及接頭質量控制；

微連接與電子封裝：研究微細尺寸材料連接的特殊性，微連接新方法、微細材料連接界面行為分析方法，原子尺度潤濕性及釬料合金設計，微電子封裝可靠性預測與優化設計；

表面改性與延壽技術：研究電子束表面強化與鍍膜，激光熔覆與表面合金化，等離子體噴涂﹑燒結與刻蝕, 等離子體離子注入與沉積技術，以及各種材料表面改性與延壽工藝。

液態金屬成形與凝固研究方向：

液態金屬形成理論與過程模擬、仿真與缺陷預測；非平衡凝固理論與亞穩材料制備基礎，大塊非晶、快速凝固微晶及金屬納米晶材料形成理論與性能表征，噴射成形過程及組織、性能控制；

液態金屬微觀結構、組織遺傳性，特種合金熔配理論與技術基礎；先進材料特種定向凝固理論基礎與工藝，物理場作用下的凝固行為與組織控制；

特殊復雜結構件精密近凈形液態成形理論與工藝基礎，耐高溫等特殊條件下應用的新型結構與功能材料液態成形理論與工程應用。

塑性加工研究方向：

塑性成形理論、數值模擬及控制：內高壓成形、難加工板材粘性介質壓力成形、高能率成形、等溫精密鍛造及鍛件組織性能控制、超塑性成形及擴散連接、旋壓成形、擺輾成形、納米材料構件成形、鈦合金及難變形合金成形、微型構件精密成形；

材料制備及成形：研究金屬基復合材料、半固態材料、儲氫材料、納米復合材料、納米晶粉末、金屬間化合物粉末，機械合金化、粉末冶金及粉末材料致密化和半固態成形理論。

本學科與美、日、德、俄、英、法、韓等十多個國家和港臺地區的數十所大學、研究所和公司建立了密切的學術交流、合作研究及人員往來關系，鼓勵教師和優秀研究生參加國際會議，并與國外著名學者建立了聯合培養研究生的機制和渠道，為建設國際先進的學科奠定了良好的基礎。