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典型的球墨铸铁奥氏体等温淬火工艺过程示意图如图2-1所示。主要有以下三个步骤：首先，将球墨铸铁升温至奥氏体化温度（840～950℃）并根据壁厚保温1～2h（ ABC ）；然后，将其迅速淬入奥氏体等温转变温度（230～400℃）的盐浴中（ CD ），要迅速淬入以避免产生珠光体转变，使铸件尽快达到所设定的等温温度；最后，根据铸件的壁厚和合金含量将其在等温温度下保温0.5～4h（ DEFG ），随后出炉空冷至室温（ GH ）。
图2-1 球墨铸铁奥氏体等温淬火工艺过程示意图
在奥氏体化温度下保温的目的是将铸态组织转变为均匀的奥氏体组织，转变效果取决于奥氏体化温度和化学成分，奥氏体碳含量
可在0.6%～1.1%之间变化。奥氏体化温度越低，奥氏体碳含量越低，则奥氏体等温转变驱动力越大。
奥氏体等温转变反应过程：将球墨铸铁淬入奥氏体等温盐浴中，起初奥氏体没有变化（反应）；经过短暂的孕育期，针状铁素体在奥氏体中形成，而碳则扩散至针状铁素体周围的奥氏体中（虽然关于铁素体的形成过程是形核、长大还是共格转变尚有争议，但是碳扩散至针状铁素体周围的奥氏体中，使奥氏体富碳这一点已被实验证实）；经过20～30min（图2-1中的 EF ），奥氏体的碳含量增至1.2%～1.6%。这个碳含量的奥氏体在室温下是稳定的，但受力时不稳定，受力（如机械加工受力或使用时受力）时仍会转变为马氏体。另外，当温度降至室温以下时，它也会转变为马氏体。
如果继续在等温盐浴中保温0.5～4h，奥氏体等温转变反应继续进行（图2-1中的 FGJ ），针状铁素体继续长大，更多的碳扩散到邻近的奥氏体中，奥氏体的碳含量可以增至1.8%～2.2%。这个碳含量的奥氏体是热稳定和受力稳定的，冷却至室温以下或受力（如机械加工受力或使用时受力）时不会转变为马氏体。这才是期望得到的奥氏体。这种高碳、热稳定及受力时均稳定的奥氏体加上针状铁素体的混合组织才是ADI所期望得到的组织。图2-1中 E ～ J 的等温转变反应一般称为奥氏体等温转变反应的第一阶段反应。
如果在等温盐浴中保温更长时间（图2-1中的 JK ），高碳奥氏体将分解为更加稳定的铁素体和碳化物，类似于钢中的贝氏体相变。碳化物的出现对于力学性能是非常有害的，特别是会降低伸长率、韧性，应当尽量避免。图2-1中 J ～ K 的等温转变反应，即碳化物从高碳奥氏体中析出的反应一般称为奥氏体等温转变反应的第二阶段反应。
强度较低、伸长率和韧性较高的ADI，通常需要较高的等温淬火温度。正确的热处理工艺所得到的组织为高碳、室温时热稳定及受力均稳定的奥氏体加针状铁素体的混合组织，即完全的奥铁体组织。
强度较高、伸长率和韧性较低的ADI，通常需要较低的等温淬火温度。正确的热处理工艺所得到的组织为高碳、室温时热稳定及受力时均稳定的奥铁体组织，但其中的针状铁素体含量更高，奥氏体含量较低，组织更细，更像针状，往往含有少量的碳化物。
最理想的奥氏体等温转变时间是在第一阶段反应即将结束而第二阶段反应尚未开始时（图2-1中的 G ）出炉空冷。然而由于球墨铸铁的微观偏析，在邻近石墨的区域，碳和锰含量偏低，硅含量偏高，有利于第一阶段反应；在共晶晶粒边界区域，碳和锰含量偏高，硅含量偏低，不利于第一阶段反应而有利于第二阶段反应。因此对于高强度ADI，要求温度较低的奥氏体等温转变反应，或Mn、Cr等合金元素含量较高的球墨铸铁，很有可能共晶团边界区域第一阶段反应尚未完全结束，而在共晶团内完成第一阶段反应的区域已开始析出碳化物，第二阶段反应已经开始。这就是通常较低等温淬火温度的ADI除了组织更细、更像针状外，往往还含有少量碳化物的原因。由此可知，稳定碳化物的合金元素通常不利于第一阶段反应充分完成，不利于得到完全的高碳、室温时热稳定及受力时均稳定的奥氏体加针状铁素体的混合组织。但Mn、Cu、Ni等元素能够提高淬透性。Co是一个例外，它是温和的石墨化元素和正偏析元素，可以加速第一阶段反应，对第二阶段反应影响很小。另外，提高球化率可以加速第一阶段反应，有利于得到完全的高碳、室温时热稳定及受力时均稳定的奥氏体加针状铁素体的混合组织，提高力学性能。
由于第二阶段反应中碳化物的出现会恶化力学性能，因此，ADI不适合在接近奥氏体等温温度下工作。但在比奥氏体等温温度低83℃的条件下工作时，ADI的组织是稳定的。