龔文邦，1965年生，博士，教授，湖北省有突出貢獻中青年專家，全國鑄造標準化技術委員會委員，*學位論文評審專家，中國鑄協等溫淬火鑄件分會專家組成員，現任職武漢紡織大學機械工程與自動化學院，曾任職湖北省機電研究設計院鑄造研究所負責人，先後獲評高級工程師、研究員、教授三個繫列專業技術職務。
一直致力於ADI材料的基礎研究及應用技術開發，主持及參與完成了多項國家及省部級科研項目。20世紀90年代就與國際上*早研發生產ADI產品的芬蘭Compenta公司及赫爾辛基工業大學開展了技術合作，共同完成了“控制鑄造、熱處理及表面處理以提高ADI件性能”的中芬國際科技合作項目。同國內多家企業合作，研究開發了數十種ADI產品。與安陸糧機廠技術合作制定了國內第1ADI企業標準，與河南歐迪艾鑄造有限公司技術合作建成了國內第1ADI專業化規模生產企業。獲省部級科技獎勵5項，國家重點新產品1項，發明專利4項，發表學術論文60餘篇。

劉金城，1946年生，博士，英國鑄造工程師學會理事，中國鑄造協會專家委員會委員，中國鑄協等溫淬火鑄件分會專家組成員，China Foundry特邀編委，《鑄造技術》編委，《鑄造工程》顧問，SinterCast高級技術顧問。
1970年清華大學畢業後留校任教多年，曾參與完成了多項國家科技攻關項目及部委科研項目，獲國家科技獎勵多項，發明專利1項。1991年赴英國曼徹斯特大學進行英國國家工程及物理科學研究委員會基金項目——共晶凝固的數學模型和ADI的研究工作，並獲曼徹斯特大學博士學位。曾任職英國Russell公司技術經理，致力於ADI基礎研究及產品研發，解決了ADI生產諸多關鍵技術問題，協助公司開發了100多個ADI產品。在國內外學術期刊及會議發表100多篇學術論文，合著英文專著CASTING IRONS CONTAINING RARE EARTHS。

向綱玉，1937年生，教授級高級工程師，湖北省有突出貢獻中青年專家，享受國務院政府特殊津貼，湖北省機電研究設計院鑄造研究所原所長，湖北省鑄造學會及鑄造協會原副理事長。
主要從事提高鐵液熔煉技術、鑄態球墨鑄鐵及ADI的研究及應用技術開發，曾主持卡腰化鐵爐、鑄態球墨鑄鐵、ADI新材料的研究及應用技術開發等多項課題，參加了1985年首屆全國科技獎勵大會。獲國家科技進步二等獎1項，省部級科技獎勵8項，發明專利2項。

目錄
序
前言
第1章 球墨鑄鐵和等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)的發展1
1.1 球墨鑄鐵的發展1
1.1.1 鑄鐵的發展1
1.1.2 球墨鑄鐵的發明2
1.1.3 球墨鑄鐵的發展5
1.1.4 球墨鑄鐵技術標準14
1.1.5 ADI的發明15
1.1.6 ADI對力學性能的貢獻16
1.2 國外ADI工業的發展與特點17
1.2.1 北美和歐洲ADI的發展17
1.2.2 國外ADI工業的新特點18
1.3 我國ADI工業的發展20
1.3.1 我國ADI的研究20
1.3.2 我國ADI國家標準的制定與頒布21
1.3.3 我國ADI的生產應用22
1.3.4 我國ADI工業的新趨勢25
1.3.5 我國ADI產業化發展思考26
第2章 等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)的熱處理及等溫轉變熱力學和動力學28
2.1 ADI的熱處理原理28
2.2 ADI的等溫轉變熱力學30
2.3 ADI的等溫轉變動力學34
2.3.1 非合金球墨鑄鐵和合金球墨鑄鐵等溫轉變動力學比較34
2.3.2素的微觀偏析及其對基體碳含量和等溫轉變速度的影響35
2.3.3 Mn、Cu、Mo合金球墨鑄鐵的等溫轉變動力學38
2.4 ADI的等溫熱處理工藝窗口及數值模擬53
2.4.1 ADI的等溫熱處理工藝窗口（工藝控制範圍）53
2.4.2 ADI生產過程數值模擬56
2.5 ADI的工業熱處理及典型力學性能58
2.6 ADI的專用熱處理設備60
2.6.1 ADI對熱處理設備的要求60
2.6.2現代ADI專用熱處理設備61
第3章 等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)的化學成分及鑄態質量控制64
3.1 ADI的化學成分64
3.1.1 ADI對化學成分的基本要求64
3.1.2 ADI化學成素的行為65
3.1.3 不同類別ADI的化學成分80
3.2 ADI的鐵液熔煉83
3.2.1 ADI熔煉用主要原材料83
3.2.2 ADI鐵液熔煉設備84
3.2.3 ADI鐵液熔煉控制86
3.2.4 ADI鐵液的脫硫及球化孕育處理87
3.3 ADI鐵液質量的檢測及調控98
3.3.1 ADI鐵液溫度的檢測及調控98
3.3.2 ADI鐵液球化質量的爐前快速檢驗及控制99
3.3.3 ADI鐵液成分的爐前快速分析及控制100
第4章 等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)的微觀組織103
4.1 球墨鑄鐵和鋼等溫淬火組織的區別103
4.2 ADI的典型微觀組織及其特點104
4.2.1 ADI典型微觀組織的特點104
4.2.2 ADI的獨特微觀組織及其對疲勞性能的影響110
4.3 ADI的其他微觀組織111
4.3.1 未完全反應的介穩定奧氏體112
4.3.2 馬氏體113
4.3.3 碳化物114
4.3.4 鐵素體115
4.3.5 珠光體116
4.4 ADI標準給出的參考微觀組織117
4.4.1 美國汽車工程師學會標準給出的ADI參考微觀組織117
4.4.2 我國國家標準給出的ADI參考微觀組織118
第5章 等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)的性能120
5.1 ADI的力學性能120
5.1.1 ADI的硬度120
5.1.2 ADI的抗拉強度、屈服強度和伸長率120
5.1.3 ADI的彈性模量122
5.1.4 ADI的衝擊韌度122
5.1.5 ADI的斷裂韌性122
5.1.6 ADI的疲勞強度126
5.1.7 ADI的低溫性能133
5.1.8 ADI的環境脆化問題136
5.2 ADI的物理性能138
第6章 等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）的耐磨性140
6.1 ADI的獨特微觀組織對耐磨性的作用140
6.2 ADI的摩擦磨損實驗研究141
6.2.1 ADI的干滑動摩擦磨損研究141
6.2.2 ADI的滾動摩擦磨損研究144
6.2.3 ADI的磨料磨損研究146
6.2.4 等溫淬火灰鑄鐵對傳動效率的影響148
6.3 ADI耐磨件的代表性應用149
6.3.1 ADI在需要減小摩擦力的滑動摩擦條件下的應用150
6.3.2 ADI在既需要摩擦力又要求耐磨損條件下的應用153
6.3.3 ADI在粉碎或輸送物料的磨料磨損條件下的應用153
6.3.4 ADI在剪切刀具上的應用155
第7章 等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)的機械加工性能157
7.1 ADI機械加工的特點157
7.2 ADI等溫淬火處理後的尺寸變化規律159
7.3 ADI的機械加工流程160
7.4 機械加工對ADI切削區組織的影響161
7.5 ADI的切削加工特點及其對刀具的影響163
7.5.1 加工應變強化效果163
7.5.2 切削力的動態變化164
7.5.3 刀具的主要磨損形式165
7.6 提高ADI機械加工性能的冶金學措施和推薦的機械加工及刀具參數166
7.6.1 提高ADI機械加工性能的冶金學措施166
7.6.2 推薦的ADI機械加工及刀具參數167
第8章 等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)的其他處理方法178
8.1 鑄態ADI178
8.2 兩階段等溫熱處理ADI180
8.3 水溶液淬火及油淬 空氣等溫熱處理ADI182
8.4 奧氏體形變ADI(AADI)184
8.5 含碳化物ADI（CADI）186
8.6 雙相ADI188
8.7 擠壓鑄造 直接等溫熱處理ADI191
8.8 低碳當量ADI194
8.9 無奧氏體ADI195
8.10 局部ADI197
8.11 雙相納米組織ADI199
第9章 等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)的應用實例200
9.1 國外ADI典型應用實例201
9.1.1 ADI 在汽車工業的典型應用203
9.1.2 ADI的其他工業應用207
9.2 國內ADI典型應用實例209
9.2.1 ADI 800-10應用實例209
9.2.2 ADI 900-8和ADI 900-9應用實例211
9.2.3 ADI 1050-6應用實例213
9.2.4 ADI 1050-7應用實例215
9.2.5 ADI 1200-3應用實例218
9.2.6 ADI 1400-1應用實例220
9.2.7 ADI 1600-1應用實例221
附錄 223
附錄 AADI標準力學性能隨年份的變化223
附錄 BADI的典型性能224
附錄 CADI材料常用名詞術語中英文對照227
參考文獻 232

前言
等溫淬火球墨鑄鐵（Austempered Ductile Iron，ADI）是一種具有獨特奧鐵體微觀組織的新型高性能工程材料，是在球墨鑄鐵基礎上的創新性發展，開創了鑄鐵冶金學的新領域，是鋼鐵材料領域適合制造高端裝備關鍵零部件的極具競爭優勢的新型綠色材料。
20世紀70年代，中國、美國和芬蘭彼此獨立又幾乎同時宣布成功研制開發出ADI。隨後，在世界各國，特別是工業發達國家，ADI得到了快速發展。目前，世界各國生產的ADI零件重量從幾十克到幾噸，品種已經有數千種，成功替代了多種碳鋼鑄件、低合金鋼鑄件、鍛鋼件、表面淬火和滲氮處理的鋼件、合金球墨鑄鐵件、鋁合金鑄件、銅合金鑄件、焊接件及組裝件等，被廣泛應用於工業領域。ADI材料尤其受到汽車制造及裝備制造領域的高度關注，世界主要的汽車制造企業、機械設備制造企業在關鍵零部件上都大量成功應用了ADI材料，這使得ADI材料的發展前景越發廣闊。
ADI的基體組織為奧鐵體，是高碳奧氏體 針狀鐵素體的混合組織，含有尺度極細小的納米級奧氏體。在鋼鐵材料中，這種特殊的組織隻存在於ADI中。正是由於ADI這種特有的微觀組織使其呈現出優異的性能，其強度和伸長率遠遠超過了普通球墨鑄鐵，具有高強度與良好韌性的優良綜合力學性能，以及特有的高耐磨性。ADI不但具有優異的力學性能，而且可以大規模產業化生產尺寸近乎無餘量的零件，是一種高科技綠色工程材料。
我國是世界上早研究和應用ADI的幾個國家之一，但目前在ADI的推廣應用及規模化生產上與工業發達國家相比存在一定的差距。2000年，我國鑄件生產總量首次超過美國，位居世界首位。2018年，我國鑄件產量達4935萬t，占世界總量的44%，球墨鑄鐵產量為1415萬t，占世界總量的50%，是球墨鑄鐵世界生產大國。但我國目前ADI的品種、數量較少，占球墨鑄鐵產量的比例遠低於工業發達國家，遠遠滿足不了我國工業發展的需要。
本書是作者在長期堅持ADI新材料研究及應用技術開發的基礎上，參閱國內外相關文獻資料撰寫而成的，凝結了作者數十年從事ADI試驗研究、生產應用技術開發的研究成果及實踐經驗。本書繫統闡述了球墨鑄鐵和ADI的發展、ADI的熱處理及等溫轉變熱力學和動力、ADI的化學成分及鑄態質量控制、ADI的微觀組織、ADI的性能、 ADI的耐磨性、ADI的機械加工性能、ADI的其他處理方法，並列舉了ADI在國內外主要工業領域的多個典型應用實例。在闡明原理的同時，本書提供了很多生產技術數據及應用實例，並對其進行了繫統分析，為ADI的研發與生產提供了可借鋻的理論與實踐支撐，力求促進我國ADI研究與應用的進一步發展。
為本書提供應用實例或技術資料的有曼徹斯特大學ADI研究組，英國Russell Ductile Castings公司，河南歐迪艾鑄造有限公司總經理李天昌、副總經理張民堂，東風汽車公司技術中心研究員級高工劉建偉、高級工程師李濤，機械科學研究總院研究員曾藝成，全國鑄造標準化技術委員會高級工程師張寅，美國Applied Process公司John R.Keough，英國ADI Treatment公司Arron Rimmer，上海寶華威熱處理設備有限公司總經理陳明志，蘇州艾普零件制造有限公司總經理夏勇，清河縣恆基機械鑄造有限公司總經理王合慶，焦作固德聯合機械制造有限公司總經理李國平，以及其他合作企業，在此一並對為本書提供大力幫助和支持的專家學者、科研機構及企業表示衷心感謝！同時，對武漢紡織大學學術著作出版基金的資助及中國鑄造協會等溫淬火鑄件分會的支持表示衷心感謝！此外，對參與本書部分內容整理工作的研究生表示感謝！
在撰寫本書的過程中，參閱了許多學者和專家的相關著作和論文，在此表示衷心的感謝！
由於作者水平所限，難免有疏漏和不妥之處，敬請各位專家和讀者批評指正。

作者