高速列车、地铁轻轨、汽车、船舶等对高性能复杂铝合金构件具有迫切需求，这类构件宽体薄壁、中空多腔、形状复杂、宽厚比大，要求高强韧、耐腐蚀、抗疲劳、尺寸形状精度高，其成形制造面临科学和技术挑战。

本成果研制出系列高性能铝合金材料，开发了三级熔体净化技术、晶粒细化技术和两级均匀化工艺，研制出优质大直径挤压用铝合金铸锭。建立了常用铝合金材料的本构方程、动态再结晶模型和热加工图，以及含应力三轴度、等效应变率、温度和时间的焊合质量预测模型，揭示了挤压工艺和模具参数对材料流动行为与组织等的影响规律。建立了模具多目标优化设计模型与方法，研制出系列大型精密挤压模具。解决了锭坯梯度感应加热、模具氮气冷却、挤压速度调控、温度在线测控等难题，实现了等温挤压。发明了超声振动强化搅拌摩擦焊新工艺及设备，提高了焊接效率和质量。研制出350、380km/h高速列车和500km/h高速试验列车车体型材，装备300余列高速列车和400余列地铁轻轨列车，研制出汽车、船舶和工程结构用系列铝合金型材和构件并获得广泛应用。

在该领域发表SCI论文80余篇，被同行学者充分肯定和广泛引用。获英国材料、矿物和矿业学会颁发的2015年度STWJ最佳论文奖，在国际学术会议做大会特邀报告2次，应邀撰写综述论文5篇。其中高性能大规格复杂截面铝合金型材挤压成形及应用技术成果获2015年国家科技进步二等奖，为我国高速轨道交通建设和相关产业转型升级做出了重要贡献。