球（qiú）墨铸铁（tiě）化学成（chéng）分主要包括（kuò）碳、硅、锰（měng）、硫、磷5大（dà）常见元（yuán）素（sù）。对于一些（xiē）对（duì）组织及性能有（yǒu）特殊要（yào）求的铸（zhù）件，还包括少量的合（hé）金元素。同普通（tōng）灰铸铁不（bú）同的是，为保证石墨球化（huà），球墨铸铁中（zhōng）还须含有（yǒu）微量的残留球化元素。

1.碳及碳（tàn）当（dāng）量的选择原则

    碳是球墨铸铁的（de）基本元素，碳高有助于石墨化。由于石（shí）墨呈（chéng）球状后石墨对机械性能的（de）影响已减小到zui低程度，球墨铸铁的（de）含碳量一（yī）般较高，在3.5%～3.9%之（zhī）间（jiān），碳当量（liàng）在4.1%～4.7%之间。铸件（jiàn）壁薄、球（qiú）化元（yuán）素（sù）残留量（liàng）大或孕育不充（chōng）分时（shí）取上限（xiàn）；反之，取下限。将碳当量选择在（zài）共晶点附近不仅可（kě）以改善铁液的流动性，对于球墨铸（zhù）铁（tiě）而言，碳当量的（de）提高还（hái）会由于提高了铸铁凝固（gù）时的石墨（mò）化膨胀提高铁液的自补缩能力。碳（tàn）含量（liàng）过高，会引起石墨漂浮。因（yīn）此，球墨铸铁（tiě）中碳当量的（de）上限（xiàn）以不出（chū）现石（shí）墨漂浮为原则。

2.硅的选择原则

硅是强（qiáng）石墨化元（yuán）素。在球（qiú）墨铸铁中，硅不仅可以（yǐ）有（yǒu）效地减小白口倾向，增加铁素体量，而且具有细化共晶（jīng）团，提高石墨球圆整（zhěng）度的作用。硅提高铸铁的韧脆性转（zhuǎn）变温度（dù），降低冲击韧性，因此硅含量不宜过高，尤其是当铸铁中锰（měng）和磷含（hán）量较高时，更需要严格控制硅的含量。球墨铸铁中终（zhōng）硅量一般在1.4%～3.0%。选定（dìng）碳当量后，一（yī）般采取（qǔ）高碳低硅强（qiáng）化孕育的（de）原则（zé）。硅的（de）下限以不出现（xiàn）自由渗（shèn）碳体为原则。                                

球墨（mò）铸铁（tiě）中碳硅含量确定（dìng）以后，成分（fèn）设计基本合（hé）适。如果高于zui佳区域，则容（róng）易（yì）出现石墨漂浮（fú）现象。如（rú）果低于zui佳区域，则容（róng）易出现缩松缺陷和自（zì）由碳化（huà）物。

3.锰的选择原则（zé）

    由（yóu）于（yú）球墨（mò）铸铁（tiě）中硫的（de）含（hán）量已经很（hěn）低，不需要过多的锰（měng）来中（zhōng）和硫，球墨铸铁中锰的作用就主要表现在增加珠光体（tǐ）的稳定（dìng）性，促进形（xíng）成（chéng）(Fe、Mn)3C。这些碳化物偏（piān）析于晶界，对球墨铸铁的韧（rèn）性（xìng）影响很大。锰也会提高（gāo）铁素（sù）体球墨铸铁的韧脆性转变温度，锰含量每（měi）增加（jiā）0.1%，脆（cuì）性转（zhuǎn）变温（wēn）度（dù）提高10～12℃。因此，球墨铸铁（tiě）中（zhōng）锰含（hán）量一般（bān）是愈（yù）低愈好，即使珠光体球墨铸铁，锰（měng）含量也不宜超（chāo）过0.4%～0.6%。只有（yǒu）以提高耐磨性为目的的中锰球铁和贝（bèi）氏体球（qiú）铁例外。

4.磷的选择原则（zé）

    磷是一种有害（hài）元素（sù）。它在铸铁中溶（róng）解度极低，当其含量小于（yú）0.05%时，固溶于基体（tǐ）中，对（duì）力学性能几乎没有影响。当含量大于0.05%时，磷极易（yì）偏析于共晶团边界，形成（chéng）二元、三元或复合磷共晶（jīng），降低铸铁的韧性。磷提高铸铁（tiě）的韧（rèn）脆（cuì）性转变温度（dù），含磷（lín）量每增加（jiā）0.01%，韧脆（cuì）性转变温度提高4～4.5℃。因此，球（qiú）墨铸铁中磷的含量愈（yù）低愈好，一般情况下应低于0.08%。对于比较重要（yào）的铸件，磷含量应低于0.05%。

5.硫的（de）选择原则

    硫是一种反球化元素，它与（yǔ）镁、稀土（tǔ）等球化元（yuán）素（sù）有很强的（de）亲合（hé）力，硫的存在会（huì）大量消耗铁液中（zhōng）的（de）球化元素，形成（chéng）镁和稀土的硫化物，引起夹渣、气（qì）孔等铸造缺陷。球（qiú）墨铸铁中硫（liú）的含量（liàng）一般（bān）要求小于0.06%。

6.球化元素的（de）选择（zé）原则

目（mù）前在工业上使用的球化元素主要是镁和稀土。镁和稀土元素可（kě）以中和硫等反球化元（yuán）素的作用，使石墨按球（qiú）状生长。镁和（hé）稀土的残留量应根（gēn）据（jù）铁液（yè）中硫等反球（qiú）化（huà）元素的（de）含（hán）量确定。在保（bǎo）证球化（huà）合格的（de）前提下，镁和稀土的残留（liú）量应尽（jìn）量低。镁和稀（xī）土残留量（liàng）过高，会增加铁液的白（bái）口倾向，并会由于（yú）它们在晶界上偏析而影响铸件的（de）力（lì）学性能。