金属工学（きんぞくこうがく、英語：metallurgy）とは、材料工学の一分野であり、金属の物理的・化学的な性質についての評価や新しい金属の研究開発を行う学問である。冶金学ともいう。
目次
1 概要
2 名称
3 金属工学の分野
4 関連項目
5 外部リンク
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金属に対する主な研究方針は、金属・合金のミクロ的なメカニズムすなわち原子レベルの変化がマクロ的な性質にどう影響するかが挙げられる。
精錬工学は、鉱物など金属の酸化物から純粋な金属に抽出する方法を研究する。抽出するためには、金属酸化物から金属にするために、化学的または電気化学的な方法で還元する。現在のチタンの抽出方法は高価なため、より安価な抽出方法を追求する研究がなされている。
純金属は軟らかいため、大部分の金属は鋼・黄銅・ジュラルミンのように合金の形で使用されている。特に、鋼として知られる重要なFe-C二元系合金についてはよく研究されてきた。現在では、様々な合金の平衡状態図という合金設計のための地図が整備されてきている。
金属はプラスチックより耐熱性に優れ、大部分は硬く、セラミックスより強靭であるため、構造材料として多く使われている。この際、材料の信頼性を構築するために重要な事は、材料が破壊してしまわないことである。更には、化石燃料を大気に開放するといった地球温暖化の弊害側面をリサイクルによって補える工業材料である。一定加重が負荷されている場合、短期的に見ると変形しない材料も、十年・二十年と長時間に渡る加重負荷の環境下では、次第に変形し破壊に至ることもある。この様な金属の変形に関する現象の解明を金属工学では、ミクロ的に転位の移動による塑性変形に対象を当てて研究を行う。なお、機械工学の一分野の材料力学では、よりマクロ的に研究を行い、一般的には転位の運動については取り扱わない。
金属は金・白金などの貴金属を除き、大抵は酸化物の状態が安定である。そのため、精錬（還元）された状態で使用される金属は酸化して酸化物に戻ろうとする。このようなプロセスを腐食という。しかし、金属が腐食してしまうと、その金属に備わった機能が失われてしまう。腐食に関する工学が腐食・防食工学であり、腐食を防ぐ方法、腐食速度を出来る限り遅くさせる方法、腐食して使用できなくなるまでの時間（寿命）を見積もる方法、腐食がどのような条件で起こるかなどを研究している。
金属と金属をつなぐ技術である、溶接・接合やはんだなども取り扱う。また、効率の良い加工法を追求するために、凝固・鋳造・鍛造・粉体加工の新たなる加工プロセスが研究されている。
金属工学の物理的評価・応用としては導電性や磁性がある。超伝導も扱っている。例えば、送電線、電線、集積回路の接合に使われるアルミニウムや銅、銀などの電子材料に応用されている。この技術は、金属の導電性を活用している。半導体材料ではほぼ100%に近い成分に添加する不純物の量を制御することによって性能を発揮させている。また、実用的な超伝導性物質を探索するために、日々新しい合金が作られている。
金属の評価のために、様々な測定法や測定機具が開発されている。代表的な測定法・測定機具には、引張試験、硬さ試験、X線回折、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡、原子間力顕微鏡などがある。そして、原子レベルの挙動をシミュレーションするために、コンピュータを使用することもある。
鉄鋼材料は、現在でも全金属の消費量トン数割合で約95%を占めるほど重要な金属である。そのような鉄鋼材料の更なる強化、高耐食性、環境負担の少ない生産方法などを追求する研究がなされている。また、電気接点材料として銅、軽金属としてアルミニウム、チタン、マグネシウムが実用上重要な金属であり、研究も進められている。レアメタルに関する研究も進められている。
金属工学と似た学問分野の名称に金属学（金属物理学）があり、2つの学問の対象とする領域は一致する。異なるのは金属に対する姿勢であり、より工学的な発想に立ち目標の達成を目指す場合には金属工学を、より物理学的な発想に立ち、理論の構築などと言った自然の法則を追究する際には金属学を使う。しかし言葉の使用者の好みや、対置する他の学問分野の名称等にも左右されることが多く、明確な言葉の使い分けはなされていないと考えてよい。
大学の金属工学科は、初めは金属のみについて研究していたが、次第にセラミックスや半導体材料など非金属も扱うようになり、対象領域が拡大していった。そのため、近年では大学の学科名が金属工学科から材料工学科と改称されることが多くなった。
なお、金属工学を意味する冶金という言葉は、現在、日本ではどういうわけか使わないようにする指導[要出典]が一部でなされているが、中国などではこの用法は圧倒的に多く、日本でも日本冶金や粉末冶金協会、冶金研究所などが見受けられ考古学系での記述など多く使われており、漢字文化圏の用法としてはこちらが主流である。
金属工学の分野
結晶学