自從人類發(fā)明鋼鐵材料的冶煉及加工技術(shù)以來，鋼鐵材料一直以其良好的成形性和出色的力學(xué)性能影響著人類生產(chǎn)和生活的方方面面，不僅是人類歷史上最成功、最普及的金屬材料，并且一直被作為衡量某種結(jié)構(gòu)材料合格與否的標(biāo)準(zhǔn)。隨著人類文明的持續(xù)發(fā)展，人類對鋼鐵材料的冶煉及加工技術(shù)方面的探索也從未停止過。近年來，隨著我國交通運(yùn)輸業(yè)和武器裝備向現(xiàn)代化、高速化方向發(fā)展，高性能鋼鐵材料一方面是大型軍用飛行器、導(dǎo)彈、航空母艦等國防重大裝備的骨干材料，另一方面兼具高強(qiáng)度、高韌性、良好的塑性和耐磨性的高性能合金工具鋼更是制造先進(jìn)刀具、工具、模具的關(guān)鍵，在我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中一直占有十分重要的地位。
　　迄今為止，相對于半固態(tài)加工、3D打印等新材料加工工藝，更多合金工具鋼產(chǎn)品的制造依賴于傳統(tǒng)的鑄造和鍛造工藝。然而，在全球倡導(dǎo)“節(jié)能減排”“綠色制造”的今天，傳統(tǒng)的鑄造和鍛造工藝在材料質(zhì)量利用率和材料性能利用率的雙重考量標(biāo)準(zhǔn)下，都顯示出一定的局限性。例如：鑄造能夠以較高的材料質(zhì)量利用率實(shí)現(xiàn)形狀復(fù)雜構(gòu)件的制造，然而枝晶組織和元素偏析等缺陷卻導(dǎo)致合金工具鋼鑄件無法充分擁有該材料本身所能夠達(dá)到的力學(xué)性能；鍛造能夠制造出充分展現(xiàn)該材料性能的合金工具鋼構(gòu)件，但形狀復(fù)雜構(gòu)件的制造卻存在著材料質(zhì)量利用率低、成形載荷大等缺點(diǎn)，同時(shí)，較低的材料質(zhì)量利用率又造成合金元素資源的浪費(fèi)。半固態(tài)加工技術(shù)是充分利用金屬合金材料在其半固態(tài)溫度區(qū)間內(nèi)呈現(xiàn)等軸球狀組織以及良好且可控的流動性和較小的變形抗力等特點(diǎn)而建立的一種先進(jìn)的近凈成形技術(shù)。由于半固態(tài)金屬合金坯料或漿料的黏度可通過控制其液相體積比進(jìn)行主動調(diào)控，傳統(tǒng)液態(tài)成形過程中的合金元素偏析可以通過優(yōu)化工藝參數(shù)進(jìn)行有效地抑制。半固態(tài)觸變成形過程中固相晶粒因塑性變形而引發(fā)的再結(jié)晶等行為能夠有效地提高制件的力學(xué)性能。在工業(yè)界對可持續(xù)發(fā)展和綠色制造愈發(fā)重視的今天，我們需要兼顧材料的質(zhì)量利用率和材料性能利用率，在避免資源浪費(fèi)的基礎(chǔ)上充分利用鋼鐵力學(xué)性能的優(yōu)勢。半固態(tài)加工技術(shù)的應(yīng)用有望在確保較高的材料質(zhì)量利用率和材料性能利用率的基礎(chǔ)上以較小的成形載荷實(shí)現(xiàn)復(fù)雜鋼鐵構(gòu)件的高效近凈成形。
　　本書是作者從金屬半固態(tài)成形理論出發(fā)，在參考了國內(nèi)外有關(guān)資料和自己多年從事金屬塑性加工、半固態(tài)金屬成形理論及應(yīng)用研究成果的基礎(chǔ)上編撰的，目的是為鋼鐵材料的半固態(tài)成形技術(shù)的理論研究及其應(yīng)用提供新的思路和角度，使鑄造、鍛造兩種不同的金屬合金材料加工工藝的優(yōu)勢能更好地融合，適應(yīng)“節(jié)能減排”“綠色制造”工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢。
　　本書共分6章：第1章為緒論，對鋼鐵合金材料的半固態(tài)成形技術(shù)進(jìn)行介紹；第2章為合金工具鋼的二次重熔及半固態(tài)觸變成形性能，介紹半固態(tài)合金工具鋼的組織和性能；第3章為基于半固態(tài)成形技術(shù)的工具鋼產(chǎn)品制造工藝，提出了兩條基于半固態(tài)成形技術(shù)的工具鋼產(chǎn)品制造工藝路線；第4章為再結(jié)晶重熔法對合金工具鋼的微觀組織和力學(xué)性能的影響；第5章為熱處理對再結(jié)晶重熔后合金工具鋼的影響；第6章為結(jié)論與展望。
　　本書在撰寫的過程中得到了日本東京大學(xué)柳本潤教授、重慶大學(xué)周杰教授、中國兵器工業(yè)第五九研究所陳強(qiáng)研究員的支持和幫助，沒有他們的支持，本書很難如期付梓。本書的撰寫參考或引用了國內(nèi)外眾多專家、學(xué)者的一些珍貴資料、研究成果和著作。另外，與本書內(nèi)容相關(guān)的科研工作得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51605055）、重慶市基礎(chǔ)科學(xué)與前沿技術(shù)研究項(xiàng)目（cstc2016jcyjA1027）、日本文部科學(xué)省科學(xué)研究費(fèi)補(bǔ)助金（22102005）、重慶市留學(xué)人員回國創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新支持計(jì)劃的資助。在此一并表示衷心感謝！
　　由于作者水平有限，書中難免有不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。