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金属材料工程的一级学科是材料科学与工程。
该专业学生主要学习材料科学的基础理论，掌握金属材料及其复合材料的成分、组织结构、生产工艺、环境与性能之间关系的基本规律。通过综合合金设计和工艺设计，提高材料的性质、质量和寿命，并开发新的材料及工艺。
该专业所开设的主要研究方向：
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1、高性能金属材料，重点是大幅度提高实际应用量大面广的金属材料的综合性能；
2、材料表面工程，以提高材料表面耐磨性、耐蚀性及赋予其某种功能或美观效果为主；
3、超硬材料，以金刚石材料及其铁基触媒剂为主；
4、先进纤维材料，以碳纤维材料的原丝及制品为主；
5、功能材料，以能量转换材料为主；
6、生物医用材料，以人体缺损硬组织组织修复和替代材料为主。