球墨铸（zhù）铁化学成分主要包括（kuò）碳（tàn）、硅、锰、硫、磷5大常见元素（sù）。对于一些（xiē）对组织及（jí）性能有特（tè）殊要求的铸（zhù）件，还（hái）包括少量的合金元素（sù）。同普通灰铸（zhù）铁不同的是，为保证石墨球化，球（qiú）墨铸铁（tiě）中还（hái）须含有微（wēi）量的残留球（qiú）化元素。

1.碳（tàn）及碳当量的选（xuǎn）择原则

    碳（tàn）是球墨铸铁的（de）基本元素，碳高（gāo）有助于石墨（mò）化。由于石墨呈球（qiú）状后（hòu）石墨对机械（xiè）性（xìng）能（néng）的影（yǐng）响（xiǎng）已减（jiǎn）小到zui低（dī）程度，球墨铸铁（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。铸件壁薄、球化元素残留（liú）量大或孕（yùn）育不充分（fèn）时取上限；反之，取（qǔ）下（xià）限。将（jiāng）碳当（dāng）量选择在共晶点附近（jìn）不（bú）仅（jǐn）可以（yǐ）改善铁液的流动性，对于球（qiú）墨铸铁而言，碳（tàn）当量的提高还会由于提高了铸（zhù）铁凝固时（shí）的石墨化膨胀提高（gāo）铁液的自补缩能力。碳（tàn）含量过高，会引起石墨（mò）漂浮。因此，球（qiú）墨铸铁中碳当量的（de）上限以不出（chū）现石墨漂浮（fú）为原则（zé）。

2.硅（guī）的选（xuǎn）择原则

硅是（shì）强石墨化元素。在（zài）球（qiú）墨铸（zhù）铁中，硅不仅可以（yǐ）有效地减（jiǎn）小白口倾向，增加铁素体量，而且（qiě）具有（yǒu）细化共晶团，提高（gāo）石墨球圆整度的作用。硅提高（gāo）铸铁的韧脆性转变温（wēn）度，降低冲击韧性，因此硅含（hán）量（liàng）不宜（yí）过高，尤其是当铸（zhù）铁中锰和磷含量较高时（shí），更需（xū）要严格控制硅的（de）含（hán）量。球（qiú）墨铸铁中终硅量（liàng）一般在1.4%～3.0%。选定（dìng）碳当量后，一般（bān）采取高（gāo）碳低硅强（qiáng）化孕育的原则。硅的下限以（yǐ）不出现自（zì）由渗碳（tàn）体（tǐ）为（wéi）原则。                                

球墨铸铁中（zhōng）碳硅含量确定以后，成（chéng）分设计基本合适。如果高于zui佳区域，则容易出现石墨漂浮现（xiàn）象。如果低于zui佳区（qū）域，则容易出现（xiàn）缩松（sōng）缺陷和自由碳化物。

3.锰的（de）选择（zé）原则

    由于球墨（mò）铸铁中（zhōng）硫（liú）的含量已（yǐ）经很低，不需（xū）要过多的锰来（lái）中和硫，球墨铸铁（tiě）中锰的作用（yòng）就主要（yào）表现在（zài）增加珠光体的稳定性（xìng），促（cù）进形成(Fe、Mn)3C。这些（xiē）碳化物偏析于晶界（jiè），对球（qiú）墨铸铁（tiě）的韧（rèn）性（xìng）影响（xiǎng）很大。锰（měng）也（yě）会提（tí）高铁（tiě）素体球墨铸（zhù）铁（tiě）的韧脆性（xìng）转变温度（dù），锰含量每（měi）增（zēng）加0.1%，脆性转变温度提高（gāo）10～12℃。因此（cǐ），球墨铸铁中锰（měng）含量一般是（shì）愈低愈好，即使珠光体球墨铸铁，锰含量也不宜超过（guò）0.4%～0.6%。只有（yǒu）以提高耐磨性为目的的（de）中（zhōng）锰球铁和贝（bèi）氏体球铁例外。

4.磷的选择原则

    磷是一种有害元素。它在铸（zhù）铁中溶解度（dù）极（jí）低，当其含量小于0.05%时，固溶于基体中，对力学性能几乎没（méi）有（yǒu）影响。当（dāng）含（hán）量大于0.05%时，磷（lín）极易（yì）偏（piān）析（xī）于共晶团（tuán）边（biān）界，形成二元、三元或复合磷共晶，降低（dī）铸铁（tiě）的韧性。磷提高铸铁的韧（rèn）脆（cuì）性转变温度，含磷（lín）量每增（zēng）加0.01%，韧脆性转变温度提高4～4.5℃。因此，球墨铸铁中磷的含量愈（yù）低愈（yù）好，一般情况下应（yīng）低于0.08%。对于（yú）比较（jiào）重（chóng）要的铸件，磷含量应低于0.05%。

5.硫的选（xuǎn）择原（yuán）则

    硫（liú）是一种反球化元素，它与镁、稀土等球化元素（sù）有很（hěn）强的亲合力，硫的存在会大（dà）量（liàng）消（xiāo）耗铁液中的球化元素，形（xíng）成镁和稀土的（de）硫化物，引起夹渣、气孔等铸造缺陷。球墨铸铁中硫的含量一般（bān）要求（qiú）小于0.06%。

6.球（qiú）化元素的选择原则

目前在工业（yè）上使用的球化元素（sù）主要是镁（měi）和稀（xī）土。镁（měi）和稀土元素可以中（zhōng）和硫等反球化元素的（de）作（zuò）用，使石墨按球状生长。镁和（hé）稀土的（de）残（cán）留量应根据铁液中硫等反球化元素的含量确定（dìng）。在保证球（qiú）化合格（gé）的前提（tí）下，镁和稀土的残（cán）留量应尽量低。镁（měi）和稀土残留量过高，会增加铁（tiě）液（yè）的白（bái）口（kǒu）倾向，并会由（yóu）于它们在晶（jīng）界上偏析而影响铸（zhù）件的力学（xué）性（xìng）能。