기계재료학은 기계에 사용되는 재료의 중요성과 함께 다양한 소재들에 대한 특성을 배우고, 시스템에 적용하는 공학적인 능력을 키우는 학문이라고 할 수 있다.
기계란 두 가지 이상으로 이루어진 부품들이 상호작용하여 물리적으로 유효한 일을 하는 시스템인데, 일을 하는 동안 기계를 구성하고 있는 부품이나 소재의 변형이나 파손이 일어나서는 그 역할을 제대로 수행할 수 없다. 부품이나 소재를 잘못 선택하고 적용하여 시스템이 변형 또는 파손되는 사례는 일반기계 뿐만 아니라 자동차나 항공기 등 인간과 밀접한 기계에서도 찾아볼 수 있으며, 이러한 사례들은 공학적 뿐만 아니라 사회적으로도 심각한 문제를 일으키기도 한다. 따라서 기계가 일을 하는 동안 충분한 강도를 갖고 큰 에너지 손실이 없이 효율적으로 사용되기 위해서 재료의 선택과 적용은 매우 중요하다.
재료는 부품을 구성하고 있는 기본 물질로서, 매우 다양한 원소의 물질들로부터 공업용 재료가 제작되고 있다. 각각의 재료들은 모두 그 물리적, 화학적 특성이 서로 다르므로 기계공학도 입장에서는 어떤 재료를 선택하여야 할지 어려움이 있다. 그러나 재료를 크게 분류하면 금속, 세라믹스, 폴리머, 복합재료로 분류할 수 있다. 특히 기계공학도가 관심이 있는 기계적 특성, 기계적 거동 등은 분류된 재료들을 특징지어 이야기할 수 있다. 그러한 재료의 특성들을 본 교재를 통해 배워 나갈 수 있다.
첫째로, 설계의 개념을 강조함으로써 기존의 저서와는 다른 특징을 갖도록 하였다. 설계란 새로운 아이디어를 구체화시켜서 기존보다 개선된, 유용한 시스템을 개발하는 모든 과정을 의미하며, 본 교재에서는 이러한 설계의 개념을 강조하였다. 부록에서 다양한 재료설계 토론주제를 제시하고 이를 해결하는 과정을 통해 자연스럽게 설계의 과정을 배워나갈 수 있도록 하였다.
둘째로, 재료의 선택에 대한 개념을 강조함으로써 기존의 교재와는 다른 특징을 갖도록 하였다. 특히 가격적 측면, 무게 측면, 물성 측면에서 재료의 선택을강조하였고, 탄성, 소성, 파손이 중요한 설계사례를 통해 기계적 거동 측면에서 최적의 재료를 선택해 나가는 과정을 배워나갈 수 있도록 하였다.
더 빠르고, 더 정확하며, 더 많은 정보를 요구하는 작금의 시점에 있어서 재료의 중요성은 더 이상 언급하지 않아도 될 정도로 매우 중요해지고 있다. 마찬가지로 더 강하고, 에너지를 덜 사용해도 되고, 더 많은 일을 행할 수 있는 기계의 개발은 재료의 개발과 함께 이루어져야 한다. 이러한 시대에 부응할 수 있는 학문의 기초를 다지는데 이 책이 조금이나마 도움이 된다면 그보다 더 기쁜 일은 없다고 하겠다.
Chapter 1 기계재료학의 개념
Chapter 2 기계재료 각론
Chapter 3 탄성의 기초 - 원자 결합 및 충진 구조
Chapter 4 상평형도
Chapter 5 탄성거동
Chapter 6 소성의 기초-전위
Chapter 7 소성거동
Chapter 8 파괴
Chapter 9 환경을 고려한 파괴
Chapter 10 전기, 자기, 열, 광학적 특성
Appendix A 재료 시험
Appendix B 토론 과제