金属材料（Metallic Materials）

领域概述：金属材料是材料科学中历史最悠久、应用最广泛的类别，包括钢铁材料（碳钢、合金钢、不锈钢等）、有色金属合金（如铝合金、铜合金）、高温合金（镍基、钴基合金，用于涡轮发动机）以及形状记忆合金（如Ni-Ti合金，可在特定温度下恢复预设形状）等。金属材料具有良好的导电导热性和可塑性，其中钢铁因性价比高、强度和韧性兼备而成为工程结构的支柱材料；轻质合金如铝镁则在航空航天、交通运输中用于减轻重量；高温合金可在接近其熔点的温度下长期工作，是航空发动机和燃气轮机的关键材料。金属材料的性能高度依赖其微观组织，工程上常通过热处理工艺（如淬火、回火、时效）来调控金属的晶体结构和析出相，以提升强度或韧性。同时，各种强化机制（如固溶强化、析出强化、细晶强化和加工硬化）构成了金属物理冶金的核心。材料科学者通过研究金属的结构-性质关系，建立起成分、加工、显微组织与力学性能之间的联系——正如 MIT “Physical Metallurgy” 课程所强调的，“提供将材料结构与其性能关联起来的物理基础，主要聚焦于金属”。该领域的理论和实践不仅涵盖材料本身，还涉及热处理、表面改性、防腐蚀等工艺技术，以充分发挥金属材料在汽车、航空航天、土木建筑等典型应用场景中的性能潜力。

参考学习资料

1) 课程 / 公开课

MIT：3.14 Physical Metallurgy（Spring 2009）
本科高年级到研究生层面的课程。适合已具备材料科学基础者；围绕缺陷与位错、相图与相变、强化机制、失效模式等关键词，建立“组织—性能”关联的物理基础；配套视频、讲义、作业与参考阅读。
链接：https://ocw.mit.edu/courses/3-14-physical-metallurgy-spring-2009/。

2) 教材 / 书籍

化学工业出版社：《金属材料学（第3版）》〔袁志钟 等 主编，2019〕
面向材料及相关工程专业本科生的系统教材。建议具备材料学基础；覆盖金属分类、显微组织、铁—碳相图、热处理与全寿命性能演变等，强调“成分—工艺—组织—性能”链条；配有插图与思考题。出版社产品页难以检索到权威单页，本条以官方课程目录佐证选用场景。

Cengage：Physical Metallurgy Principles（Reed-Hill & Abbaschian，4e，2008）
物理冶金经典教材，面向本科高年级/研初；需具备材料热力学与相图基础。核心覆盖结晶学与缺陷、扩散与相变动力学、强化与韧化、断裂与疲劳；配图丰富并含题目，便于配合课程研读。
链接：https://www.cengage.com/c/physical-metallurgy-principles-4e-abbaschian/。

机械工业出版社：《金属学与热处理》（崔忠圻、覃耀春 主编，第3版，2020）
面向冶金/材料本科生与工程技术人员；需具备材料学基础。内容涵盖金属与合金的晶体结构、相图与结晶、固态相变、典型钢铁与有色合金及其热处理工艺，强调热处理对组织与性能的调控；配有习题与工艺实例。
链接：https://www.cmpedu.com/books/book/5602042.htm。

顶级期刊： 包括 Acta Materialia、Metallurgical and Materials Transactions A 等。