ReferenceField z odniesieniem do istniejącego dokumentu

Robisz to źle. Powinieneś zapisać odniesienie do swoich Materials obiekt, a następnie przekaż go jako argument do Regenerators

Demo

class Materials(Document):
    title = StringField(unique=True, required=True)

class Regenerators(Document):
    material = ReferenceField(Materials, required=True)

m = Materials(title='aisi304').save()

r = Regenerators(material=m).save()

Twoje dokumenty wyglądają tak:

> db.regenerators.find()
{
        "_id" : ObjectId("565c9d110acf4510cf1f8712"),
        "material" : ObjectId("565c9cfc0acf4510cf1f8711")
}
> db.materials.find()
{ "_id" : ObjectId("565c9cfc0acf4510cf1f8711"), "title" : "aisi304" }
> 

Jeśli chcesz użyć odniesienia do istniejącego dokumentu, musisz wysłać zapytanie za pomocą .get następnie przekaż referencję jako argument do Regenerators

m = Materials.objects.get(title='aisi304')
r = Regenerators(material=m).save()