球墨铸铁化学成分主要包括（kuò）碳、硅、锰、硫、磷5大常见元素。对于一（yī）些对（duì）组织及性能有（yǒu）特（tè）殊要求的铸件（jiàn），还包括少量的合金元素。同普通灰铸铁不（bú）同（tóng）的（de）是，为保证石墨球化，球墨铸铁中（zhōng）还须含有微量的残留（liú）球化元素。

1.碳及碳当（dāng）量的选择原（yuán）则

    碳是球墨铸铁的基本元（yuán）素，碳高有助于石墨（mò）化。由于石（shí）墨（mò）呈球（qiú）状后石墨对机械（xiè）性能的影响已减小到zui低程度，球墨铸（zhù）铁（tiě）的含碳量一般较高，在3.5%～3.9%之间，碳当量在4.1%～4.7%之间（jiān）。铸件壁（bì）薄、球化元素残留（liú）量大或孕育不充分（fèn）时取上限（xiàn）；反之，取下限。将碳当量选择在共晶点附近不仅可以改（gǎi）善（shàn）铁液的流动性，对（duì）于球墨铸铁而言（yán），碳（tàn）当（dāng）量的提高还（hái）会由（yóu）于（yú）提（tí）高（gāo）了铸铁凝固时的石墨化膨胀提（tí）高铁液的自补缩能力。碳含量（liàng）过（guò）高，会引起（qǐ）石墨漂浮。因此，球墨铸铁（tiě）中碳当量的上（shàng）限（xiàn）以（yǐ）不出现（xiàn）石墨漂浮为原则（zé）。

2.硅的选择原（yuán）则（zé）

硅是强石墨化元素。在球墨铸铁中，硅不仅可以有效地减小白口（kǒu）倾（qīng）向，增加铁素（sù）体量，而且具有细化共晶团，提高石墨（mò）球圆整度的（de）作用（yòng）。硅提高（gāo）铸铁（tiě）的韧脆性转（zhuǎn）变温度，降低冲击韧性，因此硅含量（liàng）不（bú）宜过高，尤其是当铸铁中锰（měng）和（hé）磷含量较（jiào）高时，更需要严格控（kòng）制（zhì）硅（guī）的含量。球（qiú）墨铸铁中终硅量一般在1.4%～3.0%。选定碳（tàn）当（dāng）量后，一（yī）般（bān）采取高（gāo）碳低硅强（qiáng）化孕（yùn）育（yù）的原则（zé）。硅的下限（xiàn）以不出现自由渗碳体为（wéi）原（yuán）则。                                

球墨铸铁中碳硅含量（liàng）确定以后，成分（fèn）设计基本合适。如果（guǒ）高于zui佳区域（yù），则容易出现石（shí）墨漂浮（fú）现（xiàn）象。如果（guǒ）低于（yú）zui佳区域，则容易出现缩松缺（quē）陷和自由碳化物。

3.锰的（de）选择原则

    由于球墨铸铁中硫的含（hán）量已经很低，不需要过多的（de）锰来（lái）中和（hé）硫，球墨铸铁中锰（měng）的作用就主要（yào）表现（xiàn）在增加珠光体的稳定性，促（cù）进形成(Fe、Mn)3C。这些碳化物偏析（xī）于晶界，对球墨铸（zhù）铁的韧性影响（xiǎng）很大。锰（měng）也会提高铁（tiě）素体球墨铸铁的韧脆性转变温度，锰含量每增加0.1%，脆性转变温度提（tí）高10～12℃。因此，球墨铸铁中锰含（hán）量（liàng）一般是愈低愈好，即（jí）使珠光（guāng）体球墨铸铁，锰（měng）含量也不宜（yí）超过0.4%～0.6%。只有以提高耐磨性为目的的中锰球铁和（hé）贝氏体球铁例外。

4.磷的选择原则

    磷是一种有害元素。它在铸铁中溶解度极低（dī），当（dāng）其含（hán）量小于0.05%时，固溶于基体中（zhōng），对力学性能几乎（hū）没有影响（xiǎng）。当含量大于0.05%时，磷极易（yì）偏析（xī）于（yú）共晶团边（biān）界（jiè），形成（chéng）二元、三元或复合磷共晶（jīng），降低（dī）铸铁的韧性（xìng）。磷提高铸铁的韧（rèn）脆性转变温度，含磷量每增（zēng）加（jiā）0.01%，韧脆性转（zhuǎn）变（biàn）温度（dù）提高4～4.5℃。因此，球墨（mò）铸（zhù）铁中磷的含（hán）量愈（yù）低（dī）愈好，一般情况（kuàng）下应低于0.08%。对于比较重要的铸件，磷（lín）含量应低于（yú）0.05%。

5.硫的选择原（yuán）则

    硫是一种反球化（huà）元素，它与镁、稀土等球化元素有（yǒu）很强的亲合力，硫的存在会大（dà）量消耗铁液中（zhōng）的球化元素，形成镁和稀土的硫化物，引起夹渣、气孔等铸造缺陷。球墨铸铁（tiě）中硫的含量一般要求小（xiǎo）于0.06%。

6.球化元素的选择原则

目前在工业上（shàng）使（shǐ）用的球化元素（sù）主要是镁和稀土。镁（měi）和稀土（tǔ）元素可以中和硫（liú）等反（fǎn）球化元素（sù）的作用，使石墨按球（qiú）状生长（zhǎng）。镁和稀（xī）土的残留量应（yīng）根据铁液中硫等反球化元素的含量确定。在保证球化合格的前提下（xià），镁和稀土的残留量应尽量低。镁和稀土残留量过（guò）高，会增（zēng）加铁液的白（bái）口倾向，并（bìng）会由于它（tā）们（men）在晶（jīng）界上偏析而影响（xiǎng）铸（zhù）件的力学性（xìng）能（néng）。