金属材料工程专业主要学习以下方面：

一、基础课程

数学基础

高等数学：这是整个大学学习的基石课程之一。它涵盖微积分、向量代数与空间解析几何等内容。微积分中的导数概念有助于理解材料变形过程中的应力 - 应变关系，积分则在计算材料的体积、表面积等方面有应用；向量代数对于分析材料内部应力场的方向等问题非常重要。

线性代数：矩阵理论等知识在材料科学中的晶体结构分析等方面有一定应用。例如，在研究晶体结构的对称性时，矩阵可以用来描述晶体点阵的变换。

概率论与数理统计：在材料的性能测试与评估中，概率论与数理统计可用于分析实验数据的离散性、可靠性。例如在对金属材料进行多次力学性能测试时，通过统计分析可以得到更准确的性能均值和标准偏差范围。

物理基础

大学物理：包括力学、热学、电磁学、光学和近代物理等内容。力学中的牛顿定律、功和能的概念有助于理解金属材料的加工过程中的能量转换；热学知识对于研究金属的热传导、热膨胀等热性能至关重要；电磁学在金属的电学性能研究和一些电磁加工工艺（如感应加热）中有应用。

化学基础

无机化学：了解金属元素的化学性质、氧化还原反应等。例如在金属腐蚀过程中，氧化还原反应是核心机制，通过学习无机化学可以深入理解不同金属在不同环境下的腐蚀原理。

有机化学：虽然金属材料工程专业侧重于金属相关内容，但有机化学知识在金属表面处理中的涂层化学等方面有一定作用，比如有机涂料与金属表面的相互作用机制研究。

二、专业核心课程

金属材料学

系统学习金属材料的晶体结构（如体心立方、面心立方等晶格类型）、相图（如铁碳相图等）和结晶过程。晶体结构决定了金属材料的力学性能、电学性能等基本特性；相图是研究金属合金成分、温度与组织结构之间关系的关键工具，结晶过程则影响金属材料的最终组织和性能。

材料热力学

主要研究材料系统在各种条件下的物理和化学变化规律，以能量守恒和转化定律为基础，结合热力学基本定律来分析材料中的相变、化学反应等问题。例如在研究金属的高温抗氧化过程时，利用热力学原理可以预测反应的可能性、方向和限度。

材料力学性能

涉及金属材料的拉伸、压缩、弯曲、扭转等力学性能测试方法和性能指标（如屈服强度、抗拉强度、延伸率等）的分析。通过实验和理论分析，了解不同金属材料在不同加载条件下的变形和破坏行为，为材料的设计和应用提供依据。

材料物理性能

学习金属的电学性能（如电阻率、电导率）、磁学性能（如铁磁性、顺磁性）、热学性能（如比热容、热导率）等方面的知识。这些性能在电子、电磁设备以及热管理等领域有着重要应用，例如在电机制造中需要考虑金属材料的高频磁性能。

金属腐蚀与防护

深入研究金属腐蚀的类型（如电化学腐蚀、化学腐蚀）、腐蚀机理和防护方法（如涂层保护、电化学保护）。腐蚀是金属材料在使用过程中面临的一个关键问题，了解腐蚀原理并掌握有效的防护措施对于延长材料使用寿命至关重要。

三、工程实践相关课程

金属工艺学

包括金属的铸造、锻造、焊接、切削加工等工艺过程。铸造是将液态金属浇入铸型中凝固成形的方法，了解铸造工艺可以生产形状复杂的零件；锻造能改善金属材料的内部组织，提高力学性能；焊接用于连接金属材料，在建筑、机械制造等行业广泛应用；切削加工则是制造各种精密零件的基本手段。

材料工程基础

涵盖材料的生产过程、工艺流程设计、质量控制等方面的内容。例如在大规模生产金属材料时，如何优化工艺流程以提高生产效率、降低成本并保证产品质量是这一课程的研究重点之一。

专业实习与毕业设计

专业实习让学生有机会到金属材料生产企业、加工企业或研究机构实地参观和操作，将理论知识与实际生产相结合。毕业设计则要求学生综合运用所学知识，针对一个具体的金属材料工程相关课题进行研究和设计，如新型金属合金的开发、金属材料的表面改性工艺设计等。