等温淬火球墨铸铁（ADI）理论、生产技术及应用

本书是作者在数十年从事等温淬火球墨铸铁(ADI)试验研究、技术开发及生产应用所取得科研成果的基础上，参考国内外相关学术论文及生产经验撰写的，系统阐述了ADI的*新理论、生产技术、工艺控制及其应用。本书共分9章，内容包括球墨铸铁和ADI的发展、ADI的热处理及等温转变热力学和动力学、ADI的化学成分及铸态质量控制、ADI的微观组织、ADI的性能、ADI的耐磨性、ADI的机械加工性能、ADI的其他处理方法、ADI的应用实例。
本书可供从事机械工程、新材料研究及应用开发的科研人员、工程技术人员参考，也可供大专院校机械及金属材料工程专业的学生、教师参考。

目录
序
前言
第1章 球墨铸铁和等温淬火球墨铸铁(ADI)的发展1
1.1 球墨铸铁的发展1
1.1.1 铸铁的发展1
1.1.2 球墨铸铁的发明2
1.1.3 球墨铸铁的发展5
1.1.4 球墨铸铁技术标准14
1.1.5 ADI的发明15
1.1.6 ADI对力学性能的贡献16
1.2 国外ADI工业的发展与特点17
1.2.1 北美和欧洲ADI的发展17
1.2.2 国外ADI工业的新特点18
1.3 我国ADI工业的发展20
1.3.1 我国ADI的研究20
1.3.2 我国ADI国家标准的制定与颁布21
1.3.3 我国ADI的生产应用22
1.3.4 我国ADI工业的新趋势25
1.3.5 我国ADI产业化发展思考26
第2章 等温淬火球墨铸铁(ADI)的热处理及等温转变热力学和动力学28
2.1 ADI的热处理原理28
2.2 ADI的等温转变热力学30
2.3 ADI的等温转变动力学34
2.3.1 非合金球墨铸铁和合金球墨铸铁等温转变动力学比较34
2.3.2 合金元素的微观偏析及其对基体碳含量和等温转变速度的影响35
2.3.3 Mn、Cu、Mo合金球墨铸铁的等温转变动力学38
2.4 ADI的等温热处理工艺窗口及数值模拟53
2.4.1 ADI的等温热处理工艺窗口(工艺控制范围)53
2.4.2 ADI生产过程数值模拟56
2.5 ADI的工业热处理及典型力学性能58
2.6 ADI的专用热处理设备60
2.6.1 ADI对热处理设备的要求60
2.6.2现代ADI专用热处理设备61
第3章 等温淬火球墨铸铁(ADI)的化学成分及铸态质量控制64
3.1 ADI的化学成分64
3.1.1 ADI对化学成分的基本要求64
3.1.2 ADI化学成分中各元素的行为65
3.1.3 不同类别ADI的化学成分80
3.2 ADI的铁液熔炼83
3.2.1 ADI熔炼用主要原材料83
3.2.2 ADI铁液熔炼设备84
3.2.3 ADI铁液熔炼控制86
3.2.4 ADI铁液的脱硫及球化孕育处理87
3.3 ADI铁液质量的检测及调控98
3.3.1 ADI铁液温度的检测及调控98
3.3.2 ADI铁液球化质量的炉前快速检验及控制99
3.3.3 ADI铁液成分的炉前快速分析及控制100
第4章 等温淬火球墨铸铁(ADI)的微观组织103
4.1 球墨铸铁和钢等温淬火组织的区别103
4.2 ADI的典型微观组织及其特点104
4.2.1 ADI典型微观组织的特点104
4.2.2 ADI的独特微观组织及其对疲劳性能的影响110
4.3 ADI的其他微观组织111
4.3.1 未完全反应的介稳定奥氏体112
4.3.2 马氏体113
4.3.3 碳化物114
4.3.4 铁素体115
4.3.5 珠光体116
4.4 ADI标准给出的参考微观组织117
4.4.1 美国汽车工程师学会标准给出的ADI参考微观组织117
4.4.2 我国国家标准给出的ADI参考微观组织118
第5章 等温淬火球墨铸铁(ADI)的性能120
5.1 ADI的力学性能120
5.1.1 ADI的硬度120
5.1.2 ADI的抗拉强度、屈服强度和伸长率120
5.1.3 ADI的弹性模量122
5.1.4 ADI的冲击韧度122
5.1.5 ADI的断裂韧性122
5.1.6 ADI的疲劳强度126
5.1.7 ADI的低温性能133
5.1.8 ADI的环境脆化问题136
5.2 ADI的物理性能138
第6章 等温淬火球墨铸铁(ADI)的耐磨性140
6.1 ADI的独特微观组织对耐磨性的作用140
6.2 ADI的摩擦磨损实验研究141
6.2.1 ADI的干滑动摩擦磨损研究141
6.2.2 ADI的滚动摩擦磨损研究144
6.2.3 ADI的磨料磨损研究146
6.2.4 等温淬火灰铸铁对传动效率的影响148
6.3 ADI耐磨件的代表性应用149
6.3.1 ADI在需要减小摩擦力的滑动摩擦条件下的应用150
6.3.2 ADI在既需要摩擦力又要求耐磨损条件下的应用153
6.3.3 ADI在粉碎或输送物料的磨料磨损条件下的应用153
6.3.4 ADI在剪切刀具上的应用155
第7章 等温淬火球墨铸铁(ADI)的机械加工性能157
7.1 ADI机械加工的特点157
7.2 ADI等温淬火处理后的尺寸变化规律159
7.3 ADI的机械加工流程160
7.4 机械加工对ADI切削区组织的影响161
7.5 ADI的切削加工特点及其对刀具的影响163
7.5.1 加工应变强化效果163
7.5.2 切削力的动态变化164
7.5.3 刀具的主要磨损形式165
7.6 提高ADI机械加工性能的冶金学措施和推荐的机械加工及刀具参数166
7.6.1 提高ADI机械加工性能的冶金学措施166
7.6.2 推荐的ADI机械加工及刀具参数167
第8章 等温淬火球墨铸铁(ADI)的其他处理方法178
8.1 铸态ADI178
8.2 两阶段等温热处理ADI180
8.3 水溶液淬火及油淬+空气等温热处理ADI182
8.4 奥氏体形变ADI(AADI)184
8.5 含碳化物ADI(CADI)186
8.6 双相ADI188
8.7 挤压铸造+直接等温热处理ADI191
8.8 低碳当量ADI194
8.9 无奥氏体ADI195
8.10 局部ADI197
8.11 双相纳米组织ADI199
第9章 等温淬火球墨铸铁(ADI)的应用实例200
9.1 国外ADI典型应用实例201
9.1.1 ADI 在汽车工业的典型应用203
9.1.2 ADI的其他工业应用207
9.2 国内ADI典型应用实例209
9.2.1 ADI 800-10应用实例209
9.2.2 ADI 900-8和ADI 900-9应用实例211
9.2.3 ADI 1050-6应用实例213
9.2.4 ADI 1050-7应用实例215
9.2.5 ADI 1200-3应用实例218
9.2.6 ADI 1400-1应用实例220
9.2.7 ADI 1600-1应用实例221
附录 223
附录 AADI标准力学性能随年份的变化223
附录 BADI的典型性能224
附录 CADI材料常用名词术语中英文对照227
参考文献 232

龚文邦，1965年生，博士，教授，湖北省有突出贡献中青年专家，全国铸造标准化技术委员会委员，教育部学位论文评审专家，中国铸协等温淬火铸件分会专家组成员，现任职武汉纺织大学机械工程与自动化学院，曾任职湖北省机电研究设计院铸造研究所负责人，先后获评高级工程师、研究员、教授三个系列专业技术职务。
一直致力于ADI材料的基础研究及应用技术开发，主持及参与完成了多项国家及省部级科研项目。20世纪90年代就与国际上*早研发生产ADI产品的芬兰Compenta公司及赫尔辛基工业大学开展了技术合作，共同完成了“控制铸造、热处理及表面处理以提高ADI件性能”的中芬国际科技合作项目。同国内多家企业合作，研究开发了数十种ADI产品。与安陆粮机厂技术合作制定了国内第1ADI企业标准，与河南欧迪艾铸造有限公司技术合作建成了国内第1ADI专业化规模生产企业。获省部级科技奖励5项，国家重点新产品1项，发明专利4项，发表学术论文60余篇。

刘金城，1946年生，博士，英国铸造工程师学会理事，中国铸造协会专家委员会委员，中国铸协等温淬火铸件分会专家组成员，China Foundry特邀编委，《铸造技术》编委，《铸造工程》顾问，SinterCast高级技术顾问。
1970年清华大学毕业后留校任教多年，曾参与完成了多项国家科技攻关项目及部委科研项目，获国家科技奖励多项，发明专利1项。1991年赴英国曼彻斯特大学进行英国国家工程及物理科学研究委员会基金项目——共晶凝固的数学模型和ADI的研究工作，并获曼彻斯特大学博士学位。曾任职英国Russell公司技术经理，致力于ADI基础研究及产品研发，解决了ADI生产诸多关键技术问题，协助公司开发了100多个ADI产品。在国内外学术期刊及会议发表100多篇学术论文，合著英文专著CASTING IRONS CONTAINING RARE EARTHS。

向纲玉，1937年生，教授级高级工程师，湖北省有突出贡献中青年专家，享受国务院政府特殊津贴，湖北省机电研究设计院铸造研究所原所长，湖北省铸造学会及铸造协会原副理事长。
主要从事提高铁液熔炼技术、铸态球墨铸铁及ADI的研究及应用技术开发，曾主持卡腰化铁炉、铸态球墨铸铁、ADI新材料的研究及应用技术开发等多项课题，参加了1985年首届全国科技奖励大会。获国家科技进步二等奖1项，省部级科技奖励8项，发明专利2项。