球墨（mò）铸铁化学（xué）成（chéng）分主要包括碳、硅、锰、硫、磷5大常见元素。对于一些对组（zǔ）织及性能有特殊（shū）要求的铸（zhù）件，还（hái）包括少量的合（hé）金元素。同普通（tōng）灰铸（zhù）铁不同的是，为保证石墨（mò）球化，球墨铸（zhù）铁中还须含有（yǒu）微量的（de）残（cán）留球化元素。

1.碳及碳当量的选择原则（zé）

    碳是球墨铸（zhù）铁的基本元素，碳高有助于（yú）石墨化（huà）。由于石（shí）墨呈球状（zhuàng）后石墨对机械性能的影响已减小到zui低程（chéng）度，球墨铸铁的含碳（tàn）量（liàng）一（yī）般较（jiào）高，在3.5%～3.9%之间（jiān），碳当量在4.1%～4.7%之（zhī）间。铸件（jiàn）壁薄、球化元素残留量大或孕（yùn）育不充分时（shí）取上（shàng）限；反（fǎn）之，取下限。将（jiāng）碳当量选择在共晶点（diǎn）附近不（bú）仅可以（yǐ）改善铁液的（de）流动（dòng）性，对（duì）于球墨（mò）铸铁而言（yán），碳当量的（de）提高（gāo）还会（huì）由（yóu）于提高了铸铁凝（níng）固（gù）时的石（shí）墨化膨胀（zhàng）提（tí）高铁液的自（zì）补缩能力。碳含量（liàng）过高（gāo），会引起石墨（mò）漂浮。因此（cǐ），球（qiú）墨铸铁中碳当（dāng）量的上限以不出现石墨漂浮为原则。

2.硅的选择原（yuán）则（zé）

硅是强石墨化元素。在球墨铸（zhù）铁中（zhōng），硅不仅可以有效地减小白（bái）口（kǒu）倾向，增加（jiā）铁素体量，而且（qiě）具有（yǒu）细化共（gòng）晶团，提高石墨球圆整度的（de）作用。硅提高铸铁的（de）韧脆性转变温（wēn）度，降低冲击韧性，因此硅含量（liàng）不宜（yí）过高，尤其是当铸（zhù）铁中锰（měng）和（hé）磷含量较高（gāo）时，更需要严格（gé）控制硅的含量。球墨铸铁中终硅量一般在（zài）1.4%～3.0%。选定碳当量后（hòu），一（yī）般（bān）采取高（gāo）碳低硅强（qiáng）化孕育的原则。硅的下限以不出现自由（yóu）渗碳体（tǐ）为原则。                                

球墨铸铁中碳硅含量确（què）定以后，成分（fèn）设计基本合适。如果高于zui佳区（qū）域，则容易（yì）出现石墨漂浮现象。如果低于zui佳区域，则（zé）容易出现缩（suō）松缺陷和自由碳化物。

3.锰的（de）选（xuǎn）择原则（zé）

    由于球墨铸铁（tiě）中硫的含量已经（jīng）很低，不需要过多（duō）的锰来中（zhōng）和硫，球墨（mò）铸铁（tiě）中锰（měng）的作用就主要表现在（zài）增加珠光体（tǐ）的稳定（dìng）性，促进形成(Fe、Mn)3C。这些碳（tàn）化（huà）物偏析（xī）于晶界，对球（qiú）墨铸（zhù）铁的韧性影响很（hěn）大。锰也会提（tí）高（gāo）铁素体球墨铸铁的（de）韧脆（cuì）性转变温（wēn）度，锰含（hán）量每增加0.1%，脆性转变温（wēn）度提高10～12℃。因此，球墨（mò）铸铁中锰含量一般是愈（yù）低愈（yù）好（hǎo），即使珠（zhū）光体球（qiú）墨铸（zhù）铁，锰（měng）含量也（yě）不宜超过（guò）0.4%～0.6%。只有以提（tí）高耐（nài）磨性为（wéi）目的的中（zhōng）锰球铁和贝氏体（tǐ）球铁例（lì）外。

4.磷（lín）的选择（zé）原则

    磷是一种有害（hài）元素。它在铸（zhù）铁中溶解度极低（dī），当其含量（liàng）小（xiǎo）于0.05%时，固溶于（yú）基体中，对（duì）力学性能几乎没有影响。当含（hán）量大于0.05%时，磷（lín）极易偏析于共晶团边界，形成二元、三（sān）元或复合（hé）磷（lín）共（gòng）晶（jīng），降低（dī）铸铁的韧（rèn）性。磷提（tí）高（gāo）铸（zhù）铁的韧脆（cuì）性转变（biàn）温度（dù），含磷量每增加0.01%，韧脆性（xìng）转变（biàn）温度（dù）提高4～4.5℃。因（yīn）此（cǐ），球墨铸铁（tiě）中磷的含量愈低愈（yù）好，一般情况下应低于0.08%。对于比（bǐ）较重要的铸件，磷含量应低于0.05%。

5.硫的（de）选择（zé）原则

    硫是一种反球化元素，它（tā）与镁、稀土等球化元素有很强的亲合力，硫的存在会（huì）大（dà）量消耗（hào）铁液中的球化元（yuán）素，形成镁和稀（xī）土的硫（liú）化物，引起夹渣、气孔等铸造缺陷。球墨（mò）铸铁中硫的含量一般要求小于0.06%。

6.球化元素（sù）的选择原则

目前在工业（yè）上使用的球化元素主要是（shì）镁和稀土（tǔ）。镁和稀（xī）土元素（sù）可以中和（hé）硫等反球（qiú）化元素的作用（yòng），使（shǐ）石（shí）墨按球状生（shēng）长。镁和稀土的残留量应（yīng）根据铁液中硫等（děng）反（fǎn）球化（huà）元（yuán）素的（de）含量确定。在保证球化（huà）合格的（de）前提下，镁和稀土的残留量（liàng）应尽量低。镁和稀土（tǔ）残留量过高，会增加铁液的白（bái）口倾向，并会由于它们在晶（jīng）界上偏析（xī）而影响铸件的力学（xué）性能（néng）。