（1）研究领域1：稀土、氮化合金在钢中的应用——主要从事钢中稀土相分析、稀土固溶度的测定及稀土固溶规律研究；稀土夹杂物的形成及去除规律研究；提高稀土在钢中固溶度的方法；稀土在钢中固溶强化的途径和机理；稀土对钢金相组织的影响；稀土对钢抗腐蚀性能的影响；稀土对钢力学性能的影响等研究，为开发稀土微合金钢提供基础研究数据。研究氮化物及氮化合金在钢中的析出、溶解和分解过程的热力学和动力学规律，获得氮化物和氮化合金向钢中増氮的工艺条件，探讨氮固溶强化和析出强化的途径和机理以及钢中氮合金化的最佳控制范围，研究钢中氮含量对钢的机械性能如抗拉强度、塑性、断裂韧性等性能以及耐腐蚀性能的影响，研究提高増氮效率，为高氮钢的生产工艺提供理论指导和工艺技术。
（2）研究领域2：稀土、氮原子在钢中的占位倾向及微合金化机理的基础研究——采用第一性原理研究方法并结合相关计算机软件，研究Re、N原子在钢中的占位及金属元素如Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Mg等掺杂于α-Fe(Re，N)、γ-Fe(Re，N)中的占位机理、稳定性以及力学性能的影响和变化规律。计算Re、N在纯Fe体系中的扩散活化能，与各个掺杂金属M的体系中Re、N的扩散活化能进行比较分析，解释稀土、金属氮化物在钢中的微合金化作用机理。
（3）研究领域3：洁净钢冶炼——首次利用镁和稀土的活性对钢水进行稀土镁复合处理，对钢水进行脱氧、脱硫和夹杂物变性，达到在净化钢水的同时，控制夹杂物的尺寸和形态，细化晶粒，获得具有理想性能的细晶粒洁净钢。同时还开展利用真空技术去除钢中气体及杂质元素的技术研究以及炉渣精炼技术研究。
