본 책은 ‘남보다 한발 앞선 금속 재료’의 후속으로 내용을 보강하고, 다루는 영역도 넓혀서 완성도를 높였다.
금속 재료는 모든 재료의 기본이 되는 재료이다. 금속에 대한 기초가 확립되어 있으면 신소재에 대한 특성 파악을 쉽게 할 수 있다. 금속 재료학은 소재의 미시적인 구조와 거시적인 성능의 연관성을 도출하여 미세 구조의 개선을 통한 성능 향상을 목표로 하는 공학의 한 분야로 순수과학과 공학의 경계선에 위치하고 있다.
금속 재료학의 핵심 구성 요소를 살펴보면 기초가 되는 학문으로 결정학, 열역학, 탄성학이 있다. 또한 중요한 분석 수단이 되는 학문으로 확산, 디스로케이션, 파단 역학, 회절 현상이 있다. 이 7개 영역에 대한 이론이 확립되어 있으면 재료 공학도로 필요한 무기는 확보한 것이다. 본 책에서는 재료학의 핵심 7개 영역을 다루고 있다.
소재를 성공적으로 적용하려면 응용 영역에 대한 넓은 지식이 필요하다. 다시 말해서 ‘기초과학과 공학’에 대한 지식이 요구된다. 재료 공학을 하는 사람이 깊고, 넓은 지식을 확보하려면 어떤 분야의 공부가 필요한지 청사진을 제시하기 위해서 기초과학과 공학에 대한 간단한 소개를 하였다.
진정한 경쟁이란 상대방을 이기는 것이 목적이 아니라 경쟁을 통하여 동반성장(同伴成長)하는 것이다. 그렇기 때문에 남보다 한발 앞서가는 것을 목표로 하는 것이 더불어 사는 사회에 부합되는 경쟁 방법일 것이다.

1. 기본 과학과 공학
1) 전자기학(electromagnetism)
2) 역학(mechanics)
3) 유체 역학(fluid mechanics)

2. 열역학(thermodynamics)
1) 이상 기체 상태 방정식
2) 열역학 제 1법칙
3) 열역학 제 2법칙
4) 용액(solution)

3. 확 산(diffusion)
1) Fick's law
2) 응고핵 생성
3) 확산의 열역학

4. 탄성학(elasticity)
1) 응력의 정의
2) Stress-strain 관계식

5. 결정학(crystallography)
1) 하드볼 모델
2) 면과 방향 표시법
3) 슬립 시스템
4) 결함


6. 디스로케이션(dislocation)
1) 완전 결정의 강도
2) 디스로케이션의 응력장
3) 적층 결함
4) 디스로케이션 간 반응
5) Strain hardening

7. 파단 역학(fracture mechanics)
1) 이론 응집 강도
2) Griffith의 crack 이론
3) Griffith 식의 modification
4) Stress intensity factor
5) Westergaard의 응력 분석

8. 회절(diffraction)
1) 회절의 수학 도구
2) X선 회절
3) 전자 회절