专业介绍

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材料成型及控制工程专业

一、专业概况

1.1 基本信息

专业名称:材料成型及控制工程

专业代码:080203

学制:4年

授予学位:工学学士

所属学院:材料科学与工程学院

主干学科:机械工程、材料科学与工程

1.2 专业发展沿革

材料成型及控制工程专业由原包头钢铁学院最早(1956年)建立的轧钢专业发展而成,1999年更名为材料成型及控制工程,是内蒙古科技大学历史最为悠久的工科专业之一,拥有近70年的办学历史和深厚的行业积淀。

2008年,材料加工工程被评为内蒙古自治区重点学科。2013年,材料成型及控制工程专业获内蒙古自治区优秀创新教学团队称号。2017年,材料科学与工程获得博士学位授予权。2019年1月,本专业在内蒙古自治区高校同类专业中率先通过教育部工程教育专业认证(有效期至2024年12月),使专业质量实现国际实质等效,进入全球工程教育第一方阵。2019年,获批内蒙古自治区一流本科专业建设点。同年,冶金工程为国家级一流专业建设点(同属材料与冶金学院),本专业作为自治区级一流专业建设点同步列入学校重点建设序列。

专业依托的材料科学与工程学科于2011年成为一级学科硕士学位授权点,2018年获得一级学科博士学位授予权,2020年获批博士后科研流动站,形成了完整的本-硕-博-博士后人才培养体系。材料科学与工程为内蒙古自治区双一流建设学科。

专业围绕金属材料成型及组织性能控制开展人才培养,主要包括轧制、锻造、挤压、焊接等成型方式,其中轧制是专业特色。目前,专业紧密对接国家稀土战略资源高效利用和自治区两个稀土基地建设需求,形成了以稀土钢、稀土铝合金、稀土镁合金制备加工为特色的学科方向,在服务地方经济和国防军工重大需求方面发挥着不可替代的作用。

二、专业特色与优势

2.1 历史传承与冶金行业深厚渊源

本专业源于1956年包头钢铁工业学校轧钢专业,是学校建校之初设立的专业之一。60余年来始终以服务冶金工业为使命,与包钢等企业建立了深度融合的产学研合作关系,为全国冶金行业特别是内蒙古及周边地区培养了大量技术人才。

2.2 工程教育认证与国际实质等效

2018年,本专业在内蒙古自治区高校同类专业中率先通过工程教育专业认证。这一认证标志着本专业人才培养质量已达到国际实质等效标准,毕业生在《华盛顿协议》成员国家和地区申请工程师执业资格时将享有与当地毕业生同等待遇。这是本专业办学水平的重要标志,也是对专业培养质量的权威认可。

2.3 稀土资源特色,不可替代的学科优势

包头是世界稀土之都,白云鄂博矿是全球最大的稀土矿,稀土储量占全国的83%、全世界的38%。专业充分发挥地处白云鄂博矿区的天然地域优势,紧密围绕稀土在钢铁及有色金属中的应用这一主线开展科学研究和人才培养,在稀土钢、稀土铝、稀土镁合金、稀土冶金熔体等领域形成了鲜明的不可替代的特色方向。这一特色在全国同类专业中独具优势,也是专业在全国舞台上保持竞争力的核心所在。

2.4 材料科学与工程博士点支撑,完整的人才培养体系

专业依托的材料科学与工程学科为一级学科博士点和博士后流动站,同时拥有硕士研究生推免资格。学生可以不出学院即完成本科—硕士—博士—博士后全链条培养。

2.5 新工科建设与智能化转型

专业积极适应新技术革命和产业变革,在传统优势基础上大力推进新工科建设和人工智能融入教学改革。培养方案中设置了“加工数字化、智能化课程模块,使学生掌握数字化设计、智能制造、大数据分析等现代工程工具的应用能力。

2.6 雄厚的科研与工程平台支撑

专业依托的材料科学与工程学科拥有丰富的科研与工程平台,包括:白云鄂博共伴生矿资源高效综合利用省部共建协同创新中心(国家级)、轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室(国家级)、白云鄂博共伴生矿废弃物资源综合利用国家地方联合工程研究中心(国家级)、内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室(省部共建国家重点实验室培育基地)、内蒙古自治区新金属材料重点实验室等3个国家级、6个省部级以上科研与工程平台。这些平台为教师科研和学生实践提供了国内一流的实验条件。

三、师资队伍

3.1 师资概况

材料成型及控制工程专业现有在职教师24人。专业拥有一支学历层次高、职称结构合理、教学经验丰富、科研实力雄厚的师资队伍。教师团队年龄分布均衡,形成了老中青相结合的合理梯队。

3.2 师资结构

职称结构:高级职称教师占63%,其中正高级职称教师10余人,副高级职称教师4人,讲师若干。

学历结构:具有博士学位占75%,全部教师均具有硕士及以上学位。

导师队伍:博士生、硕士生导师21人。

3.3 荣誉称号与人才工程

教师团队及成员先后获内蒙古自治区草原英才突出贡献专家,国家科技进步奖评审专家,内蒙古自治区教学名师,包头市鹿城英才工程人才等各类称号20余人次。2013年,材料成型及控制工程专业获内蒙古自治区优秀创新教学团队称号。

近年来,教师在各级教学比赛中屡获佳绩:获内蒙古科技大学教学创新大赛一等奖2人次、二等奖1人次、三等奖2人次;获内蒙古科技大学课程思政教学比赛一等奖2人次、二等奖2人次、三等奖1人次;获自治区课程思政示范课程教学名师1人次;获内蒙古科技大学青年教师教学技能大赛三等奖1人次、优秀奖2人次。

、科学研究

4.1 科研方向

本专业依托材料科学与工程一级学科博士点及“白云鄂博共伴生矿资源高效综合利用省部共建协同创新中心”等国家级、省部级科研平台,面向国家战略需求与区域资源特色,重点凝练并发展以下两大科研方向:

方向一:智能焊接与增材制造

本方向紧密围绕航空航天、能源电力及国防军工领域对高性能金属构件高质量焊接与增材制造的重大需求,重点开展以下研究:

高能束焊接新工艺与机理:聚焦高强铝合金等轻质合金,系统研究变极性等离子弧焊、激光-电弧复合焊等高能束焊接工艺的熔池冶金行为、热力学及动力学特性,揭示焊接缺陷形成机理与组织性能调控规律。

电弧增材制造与组织性能调控:面向耐热合金、高强钢等关键材料,开展冷金属过渡脉冲电弧增材、激光选区熔化等技术研究,探究成形精度、残余应力与力学性能的控制方法,开发高性能金属构件的一体化制造与修复新工艺。

焊接过程智能化与质量评估:将光谱诊断、数值模拟与人工智能技术相结合,开展焊接电弧物理行为的定量表征、焊缝成形质量的在线监测与精准预测,以及材料服役过程中的疲劳、断裂失效评估研究。

方向二:先进材料加工过程组织性能控制及智能化

本方向立足白云鄂博稀土资源优势,面向冶金、汽车及机械制造行业对高性能金属材料的需求,重点开展以下研究:

稀土在金属材料中的应用基础研究:系统研究稀土元素在钢铁材料及铝、镁合金中的固溶、析出与扩散行为,揭示稀土对金属材料凝固组织、固态相变、再结晶织构及强韧化机制的影响规律,为开发含稀土高附加值金属材料提供理论支撑。

先进金属材料塑性加工与组织控制:聚焦钢轨、汽车用钢、高性能铝合金及镁合金,研究轧制、挤压、锻造等塑性加工过程的组织演变规律与形变诱导析出行为,开发短流程精确控制技术,实现材料组织与性能的协同优化设计。

材料加工过程的数字化与智能模拟:运用有限元分析、材料热力学与动力学计算、深度学习等技术手段,开展金属材料加工过程的数值仿真与工艺预测,构建材料本构模型与组织演变模型,实现材料设计、加工制备的全流程数字化与智能化。

4.2 科研成果

近5年,本专业教师承担了包括国家自然科学基金项目、科技部重大专项、中央军委装备发展部项目、内蒙古自治区科技重大专项、内蒙古自然科学基金项目、企业横向课题等各类科研项目百余项。在Journal of Materials Processing Technology、Journal of Manufacturing Processes、Corrosion Science、Journal of Alloys and Compounds、Metallurgical and Materials Transactions、金属学报、机械工程学报、材料研究学报等国内外权威期刊发表学术论文400余篇,获授权发明专利100余项。成果获国家科技进步二等奖1项、北京市科技进步一等奖1项、内蒙古自治区科技进步一等奖2项、二等奖2项、三等奖2项。

、教学条件与质量工程

5.1 实验教学平台

专业依托内蒙古自治区材料实验教学示范中心及材料科学与工程学科教学与科研平台,构建了具有先进水平的金属材料成型、组织性能测试教学及实验平台。平台设备总值超亿元,设备涵盖:

金属塑性加工设备(轧机、挤压机、锻压机等)

金属材料熔炼与铸造设备

显微组织观察与分析设备(SEM、TEM、XRD、EBSD等)

力学性能测试设备(万能试验机、疲劳试验机、硬度计等)

过程模拟与数值仿真软件(有限元分析、分子动力学模拟、机器学习框架等)

5.2 虚拟仿真教学

《材料成型及控制工程轧制虚拟仿真实验》 获评2019年度内蒙古自治区虚拟仿真实验教学一流课程(李振亮教授为负责人)。

5.3 教学改革成果

近5年,专业获批包括国家级、自治区级以及校级教学研究项目多项,取得丰硕成果:

《材料成型及控制工程专业在新工科理念下的钢铁工业全流程人才培养模式探索与实践》,内蒙古科技大学教学成果一等奖(2024年)

虚拟仿真平台课程1+3协同教学模式创新与实践,内蒙古自治区级高等教育教学成果三等奖(2023年)

思政引领、创新驱动、多元浸润——新工科背景下材料成型专业三维协同育人模式的探索与实践,内蒙古科技大学教学成果特等奖(2023年)

JHBY中厚板虚拟仿真实践教学平台的内涵建设及学生实践能力培养,内蒙古科技大学教学成果一等奖(2020年)

5.4 课程建设

内蒙古科技大学一流课程:《材料加工基础实验》(2022年)

自治区级课程思政示范课程、教学名师、教学团队:《材料加工创新实验》(2021年)

内蒙古科技大学课程思政示范课:《材料加工基础实验》(2022年)、《材料塑性成型设备》(2025年)

《材料加工创新实验》课获评自治区课程思政示范课程教学名师(2021年)

《材料塑性成型设备》评为内蒙古科技大学专创融合课程产教融合课程 (2025年)

、学生培养

6.1 培养规模

专业每年招收本科生约2个自然班,现有在校本科生约640人。

6.2 学科竞赛与创新创业

本专业学生积极参加各类学科竞赛和创新创业活动,近5年取得了丰硕成果(以下为主要获奖情况):

第十一届全国大学生能源经济学术创意大赛,三等奖(2025年)

第十届全国大学生能源经济学术创意大赛,特等奖(2024年)、三等奖(2024年)

第九届中国国际互联网+大学生创新创业大赛,国赛铜奖(2023年)

第四、五、六、七届全国大学生冶金科技竞赛,一等奖1项、二等奖3项、三等奖10余项(2021-2025年)

全国模拟炼钢-轧钢大赛,一等奖1项、二等奖2项(2020-2024年)

六百光年杯第十五届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛,三等奖(2022年)

二届太平洋精锻杯中国大学生塑性工程创新创意大赛,三等奖(2024、2025年)

全国大学生创新发明大赛,三等奖4项(2024年)

全国大学生人工智能+创新创业大赛,金奖(2025年)

第十届全国青年人工智能创新创业大赛,二等奖(2025年)

2025年全国大学生创新创业实践大赛全国总决赛,二等奖(2025年)

中国创新创业大赛颠覆性技术创新大赛(未来制造产业),优秀项目(岑耀东指导,2025年)

第十四届挑战杯内蒙古大学生创业计划竞赛,金奖2项、铜奖1项(2024年)

第九届中国国际互联网+大学生创新创业大赛内蒙古赛区选拔赛,金奖1项、银奖1项、铜奖1项(2023年)

第十三届挑战杯全区大学生课外学术科技作品竞赛,一等奖1项(2023年)、二等奖1项(2021年)

内蒙古自治区大学生创新创业训练计划项目,国家级项目2项、自治区级项目3项

内蒙古自治区低碳校园科普创意项目,一等奖(2023年)

、学生就业与发展

7.1 就业率与就业质量

材料与冶金学院近年本科生就业率稳定在98%以上。材料成型及控制工程专业近三年就业率接近90%,岗位需求数量与毕业生比例>10:1。学生就业率从2020年的82%提高到2022年的92%,至今一直稳居前列。

7.2 主要就业单位

毕业生主要就业于冶金、汽车、机械制造、有色金属加工等行业:

钢铁企业:宝武集团(武汉钢铁有限公司等)、首钢(首钢长治钢铁等)、鞍钢、唐钢、湖南钢铁、山东钢铁、包钢等

有色金属企业:中国北方稀土集团、包头铝业、宁夏中色、希望铝业等

装备制造企业:内蒙古一机集团、北方重工集团等

其他领域:质量监督单位、海关、大中专院校、行政机关、部队、公安等部门。

7.3 考研深造

近年来考研率达30%,20%以上的学生成功保送或考取硕士研究生。考取院校包括:西安交通大学、北京理工大学、北京科技大学、中南大学、东北大学、重庆大学、山东大学、上海大学、内蒙古科技大学等

、培养方案概要

8.1 培养目标

培养适应新技术革命、新产业变革、智能制造发展对未来材料成型及控制工程专业人才的需求,立足内蒙古、面向全国,培养德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人,具有爱国主义情怀、较强创新意识和创业精神,掌握金属在塑性成型过程中的相关基础理论及数字化、智能化技术,能够在冶金行业、金属材料加工、机械制造等行业从事生产工艺设计、产品开发、科学研究、管理、营销等工作具有工程实践能力的高素质应用型人才。

8.2 毕业要求(12条)

毕业要求全面覆盖工程教育认证通用标准,包括:(1)工程知识;(2)问题分析;(3)设计/开发解决方案;(4)研究;(5)使用现代工具;(6)工程与社会;(7)环境和可持续发展;(8)职业规范;(9)个人和团队;(10)沟通;(11)项目管理;(12)终身学习。

8.3 学分结构

毕业要求总学分:最低取得185学分(含必修157学分,选修18学分,通识类选修10学分)。

课程类别分布:

通识类必修课程:47学分(含数学、物理、英语、思政等)

学科基础课程:51学分(含工程力学、机械设计、材料科学基础、传输原理等)

专业必修课程:15.5学分(含塑性成型力学原理、材料成型控制工程基础、材料塑性成型工程学、轧钢工艺学、挤压拉拔锻造工艺学等)

专业选修课程:25学分(其中限选课17学分,自由选修约8学分,设置塑性成型技术”“加工数字化、智能化”“专业领域拓展三个模块)

独立设置实践教学环节:43.5学分(含金工实习、认识实习、生产实习、毕业实习、课程设计、综合实验、创新实验、毕业设计等)

通识类选修课程:最低取得10学分

8.4 主干课程

学科基础课程:高等数学A(1-2)、大学物理A(1-2)、物理实验A(1-2)、线性代数、概率论与数理统计、普通化学、物理化学C、工程力学A、工程制图与CAD基础A、机械设计基础A、电工学B、电子学C、材料科学基础B、传输原理、程序设计基础(Python语言)

专业必修课程:金属塑性变形物理基础、塑性成型力学原理、材料成型控制工程基础、材料塑性成型工程学、材料塑性成型设备、轧钢工艺学、挤压拉拔锻造工艺学

专业选修课程(数字化与智能化方向) :Matlab计算方法、材料加工过程数值模拟、材料加工过程数学模型及智能化制造、材料成形数字化设计及快速制造、材料成型检测技术、材料加工数据分析与可视化

专业选修课程(塑性成型技术方向) :机械制造技术基础、孔型设计、轧钢车间平面设计基础、冲压工艺及模具设计、材料成型节能与环保

专业选修课程(领域拓展方向) :金属材料组织性能控制、材料科学与进展、现代材料分析方法、专业英语、材料加工职业素养、冶金概论

8.5 主要实践环节

认识实习(第3学期)、金工实习B(第4学期)、电工电子实习(第5学期)、材料加工创新实验(第4学期)、材料加工基础实验A(第5学期)、材料加工基础实验B(第6学期)、机械设计基础课程设计A(第6学期)、材料加工课程设计(第6学期)、材料加工综合实验(第7学期)、生产实习(第7学期)、毕业实习(第8学期)、毕业设计(论文)(第8学期)

8.6 辅修专业

本专业同时面向全校其他专业学生开设辅修专业,学生完成所有规定的教学环节学习(合计30学分),成绩合格,由学校颁发辅修专业结业证书。

8.7 学位授予要求

修满培养方案要求的学分(最低185学分),经审核准予毕业。

不含毕业设计(论文)必修课平均学分绩≥70.0分。

在校期间无记过及以上处分。

、合作与交流

专业与包钢集团、中国北方稀土集团、内蒙古一机集团、北方重工等区内龙头企业建立了长期稳定的产学研合作关系。多名教师担任企业特派员,深入生产一线解决工程技术难题。专业教师兼任中国稀土学会副理事长、中国稀土学会稀土轻合金分会理事、中国焊接协会理事、中国金属学会轧钢分会专家、中国核学会核材料分会理事等学术职务,在行业内具有广泛的学术影响力。

专业积极开展国际学术交流,多名教师具有海外留学或访学经历:定巍教授曾在瑞典皇家工学院(KTH)从事博士后研究,并赴清华大学做访问学者;包喜荣教授曾在澳大利亚伍伦贡大学做访问学者、清华大学做国内访问学者;王东梅博士曾在美国橡树岭国家实验室进行博士联合培养。宫美娜博士正在中国航天科工集团第六研究院41所和东北大学进行博士后联合培养。

、社会声誉与影响

经过近70年的发展,本专业已为冶金、机械制造等行业输送了大批技术骨干和管理人才,在行业内具有广泛的影响力和良好的社会声誉。专业先后被评为:

内蒙古自治区优秀创新教学团队(2013年)

内蒙古自治区一流本科专业建设点(2019年)

通过教育部工程教育专业认证(2019年1月)

校友会2025年中国大学材料成型及控制工程专业3评级,中国区域一流研究型专业

此外,材料科学与工程学科为内蒙古自治区双一流建设学科,冶金工程为国家级一流本科专业建设点,学校整体实力在全国排名稳步提升。

近年来,学校被教育部批准为硕士研究生推免资格高校,入选国家“中西部高校基础能力建设工程”、“卓越工程师教育培养计划”、“新工科研究与实践项目。内蒙古科技大学是内蒙古自治区一流学科建设高校,拥有冶金工程、矿业工程、机械工程、材料科学与工程4个博士学位授权一级学科和材料科学与工程博士后流动站。

多位教师的教育教学和科研先进事迹被《包头日报》《内蒙古日报》《中国冶金报》等主流媒体报道,专业的社会知名度和影响力持续提升。