本书系统阐述了“双碳”战略背景下金属材料绿色制备技术，共包含6章内容：“双碳”战略背景与内涵、生态系统碳汇与金属材料绿色发展、金属低碳冶金技术、金属材料绿色铸造技术、金属材料短流程塑性加工技术、“双碳”战略下金属材料制备技术前景展望。本书融合了绿色冶金技术创新方法论内容，为相关创新方法理论研究提供一定的参考，同时可为高等教育领域落实发展新质生产力要求、贯彻国家“双碳”战略目标提供人才培养基础参考，也为高等院校研究生教改工作特色凝练、研究生培养质量提升、教育教学模式优化提供素材支撑。
本书可为从事金属材料制备相关技术工作的工程技术人员提供参考，也可作为从事“双碳”及冶金方向研究的高校师生的参考书。

第1章 “双碳”战略背景与内涵 001
1.1 碳达峰碳中和目标的提出 002
1.1.1 碳达峰碳中和的概念内涵 002
1.1.2 认识和误区 002
1.1.3 中国节能减排目标的演进 003
1.2 碳达峰碳中和目标的科学基础 005
1.2.1 气候及气候变化 005
1.2.2 近百年气候变化的特征 005
1.2.3 应对全球气候变化的紧迫性 006
1.3 全球应对气候变化历程 007
1.3.1 应对气候变化国际合作的缘起 007
1.3.2 应对气候变化国际谈判历程 009
1.4 典型国家碳达峰碳中和的主要经验和做法 013
1.4.1 主要国家（地区）碳达峰碳中和目标 013
1.4.2 欧盟碳中和战略和举措 015
1.4.3 美国碳中和战略和举措 017
1.4.4 日本碳中和战略和举措 019
1.5 我国碳达峰碳中和目标的战略思维 021
1.5.1 坚持系统观念 021
1.5.2 处理好发展和减排的关系 021
1.5.3 处理好整体和局部的关系 022
1.5.4 处理好长远目标和短期目标的关系 022
1.5.5 处理好政府和市场的关系 022
1.6 我国提出碳达峰碳中和目标的战略意义 023
1.6.1 实现可持续发展 023
1.6.2 推动经济结构转型升级 023
1.6.3 促进人与自然和谐共生 024
1.6.4 推动构建人类命运共同体 024
思考题 024
参考文献 024

第2章 生态系统碳汇与金属材料行业绿色发展 025
2.1 建设生态系统碳汇 026
2.1.1 中国生态碳汇现状和趋势 026
2.1.2 提升生态系统碳汇面临的问题和挑战 029
2.1.3 加强陆地和海洋生态碳汇建设 032
2.1.4 优化生态空间和科学生态修复 034
2.2 加快发展绿色低碳金属材料行业 036
2.2.1 工业碳排放现状与趋势分析 036
2.2.2 钢铁行业碳达峰碳中和路径与措施 039
2.2.3 铝冶炼行业碳达峰碳中和路径与措施 042
思考题 044
参考文献 044

第3章 金属低碳冶金技术 045
3.1 金属低碳冶金原理 046
3.1.1 金属冶金概述 046
3.1.2 金属绿色冶金发展趋势 050
3.2 低碳炼铁技术 059
3.2.1 炼铁过程节能减排先进技术 059
3.2.2 低成本低排放高炉炼铁生产技术 067
3.3 低碳炼钢技术 078
3.3.1 转炉炼钢流程绿色节能技术 078
3.3.2 新型绿色电弧炉炼钢技术 085
3.4 有色金属绿色冶金技术 091
3.4.1 铝绿色冶金新技术 091
3.4.2 铜绿色冶金新技术 099
思考题 110
参考文献 110

第4章 金属材料绿色铸造技术 111
4.1 金属材料绿色铸造原理 112
4.1.1 金属材料铸造概述 112
4.1.2 铸件的凝固 113
4.2 液态模锻技术 118
4.2.1 概述 118
4.2.2 液态模锻工艺方法分类 121
4.2.3 液态模锻技术的研究进展 123
4.2.4 液态模锻常见缺陷及防止措施 124
4.3 半固态铸造技术 128
4.3.1 半固态铸造技术原理及特点 128
4.3.2 半固态铸造关键技术及应用 130
4.4 无模铸造复合成形技术 136
4.4.1 概述 136
4.4.2 无模铸造复合成形工艺 137
4.4.3 多材质复合铸造成形工艺 137
思考题 138
参考文献 138

第5章 金属材料短流程塑性加工技术 139
5.1 金属材料短流程塑性加工原理 140
5.1.1 金属塑性加工的物理本质 140
5.1.2 金属塑性加工的组织性能变化 141
5.1.3 金属塑性加工力学基础 149
5.2 金属板材热冲压成形技术 152
5.2.1 概述 152
5.2.2 超高强钢热冲压成形技术 152
5.2.3 铝合金热冲压成形技术 154
5.3 管类件塑性加工成形技术 155
5.3.1 变截面构件磁流变柔性介质成形技术 155
5.3.2 金属管材热态内压成形技术 158
5.3.3 管类构件三维自由弯曲成形技术 159
5.4 数字化近净锻造成形技术 160
5.4.1 温锻/冷锻联合成形与异种材料复合锻造 160
5.4.2 数字化多工位高速锻造技术 161
5.4.3 核电异形大锻件一体化成形关键技术 162
5.5 热轧板带近终形制造技术 163
5.5.1 近终形制造技术概念与分类 163
5.5.2 薄板坯连铸连轧技术流程关键技术 163
5.5.3 薄带坯连铸连轧技术流程关键技术 169
5.6 铝合金连续铸轧与连铸连轧技术 172
5.6.1 概述 172
5.6.2 铝合金连续铸轧主要流程与关键技术 173
5.6.3 铝合金连续铸轧缺陷与预防措施 178
思考题 182
参考文献 182

第6章 “双碳”战略下金属材料制备技术前景展望 183
6.1 “双碳”背景下冶金行业面临的机遇与挑战 184
6.1.1 “双碳”背景下钢铁行业面临的机遇与挑战 184
6.1.2 “双碳”背景下有色金属行业面临的机遇与挑战 187
6.2 冶金行业清洁低碳技术展望 190
6.2.1 钢铁行业清洁低碳技术展望 190
6.2.2 有色金属低碳技术发展展望 192
6.3 冶金行业高质量发展展望 193
6.3.1 钢铁材料高质量发展展望 193
6.3.2 有色金属材料高质量发展展望 194
思考题 195
参考文献 196

“双碳”战略是党中央统筹国内国际两个大局作出的重大决策部署，推进落实“双碳”战略目标是一项广泛而深刻的经济社会系统性变革，社会各领域、各行业围绕“双碳”战略目标任务，探索适合中国国情的创新发展模式，是实现经济社会全面绿色转型的必然选择，是实现经济社会高质量可持续全局发展的必经之路，对全面建设社会主义现代化国家、构建人类命运共同体具有重要意义。
本书编写的目的是响应国家关于“双碳”战略目标号召，满足冶金行业高质量发展的需求，促进冶金行业绿色低碳转型发展，为高等院校服务党和国家“双碳”战略目标、促进经济社会高质量发展贡献力量。
本书围绕“双碳”国家战略及发展新质生产力要求下的人才培养目标，聚焦冶金流程技术创新现状及发展趋势，结合冶金领域相关工程实际问题，系统阐述碳达峰碳中和目标的提出及概念内涵、我国碳达峰碳中和目标的实践路径、金属材料冶金流程与创新、金属材料塑性加工技术与创新、金属粉末成形技术及创新，以及“双碳”战略下冶金行业发展趋势与前景展望。
本书由彭艳担任主编，钱晓明担任副主编，孙建亮、孔玲参编。河北工程大学机械与装备工程学院李河宗教授、河北科技大学机械工程学院杨光教授、石家庄铁道大学机械工程学院郝如江教授、河北农业大学机电工程学院王泽河教授在本书架构设计、内容整合以及思政融入等方面提供了大力支持，在此对本书编写工作中给予支持与帮助的所有专家表示诚挚的感谢。
本书是河北省研究生教育教学改革研究项目(YJG2023024)、燕山大学2024年高水平研究生教材建设项目(YDGC202401)、河北省自然科学基金创新群体项目(E2021203011)的部分研究成果。
尽管本书在编写过程中经过反复的修订，但由于时间仓促和水平有限，书中难免有不妥和疏漏之处，竭诚欢迎广大读者提出宝贵意见和建议，并不吝指正。

编者