球墨铸铁化学成（chéng）分主要（yào）包括碳（tàn）、硅、锰、硫（liú）、磷5大常见（jiàn）元素。对于一些对组织（zhī）及性能有特殊要求（qiú）的铸（zhù）件，还包括少量的合金元素。同普通灰铸铁（tiě）不同的是，为保证石墨球化，球墨铸（zhù）铁中还须（xū）含有微量的残留球化元素。

1.碳及碳当量的（de）选（xuǎn）择原则

    碳是球墨铸铁（tiě）的（de）基本元素，碳（tàn）高有助于（yú）石墨化。由于石墨呈球（qiú）状后石墨（mò）对机械性能的影响已减小（xiǎo）到zui低程度，球墨铸铁的含碳量一般较高，在3.5%～3.9%之间，碳当（dāng）量在4.1%～4.7%之间。铸件壁薄、球（qiú）化元素残留量大或孕育不充（chōng）分时取上限；反之，取下限。将碳（tàn）当量选择在共晶点附近不仅可（kě）以改善铁液的（de）流动性（xìng），对于球墨铸（zhù）铁而言，碳当量（liàng）的提高还会由于（yú）提高了铸（zhù）铁凝固时（shí）的石墨化膨（péng）胀提高铁液的自补缩能力。碳含量过高，会引起石（shí）墨漂浮。因（yīn）此，球墨铸铁中碳当量的上限以不（bú）出现石墨（mò）漂浮为原则（zé）。

2.硅（guī）的选（xuǎn）择（zé）原则

硅是强石墨化元素。在球墨铸铁中（zhōng），硅不仅可以有效地减小白口倾（qīng）向，增加铁素体量，而且具（jù）有（yǒu）细（xì）化共晶团，提高石墨（mò）球圆整度的作用。硅提高铸铁的韧脆性转变温度，降低冲（chōng）击（jī）韧性（xìng），因此硅含量不宜过高，尤（yóu）其（qí）是当铸铁中锰和磷含量较高（gāo）时，更需要严格控制硅的含量。球墨铸铁中终硅量一般在1.4%～3.0%。选定碳当量后，一般采（cǎi）取高碳低（dī）硅强化孕（yùn）育的原则。硅的下限以不出（chū）现（xiàn）自由（yóu）渗碳体为（wéi）原则。                                

球墨铸铁中碳硅含量确定（dìng）以（yǐ）后，成分设计基（jī）本合适。如果（guǒ）高于zui佳区（qū）域，则容易出现石墨漂浮现象。如果低于zui佳区域，则容易出现缩松（sōng）缺（quē）陷和自（zì）由碳（tàn）化物。

3.锰的选（xuǎn）择原则（zé）

    由于球墨铸铁中硫的含量已经很低（dī），不需要过（guò）多的锰来中和硫，球（qiú）墨铸铁中（zhōng）锰的（de）作用（yòng）就主（zhǔ）要表（biǎo）现在增加珠（zhū）光体的（de）稳定性，促进形成(Fe、Mn)3C。这些碳化物偏析于晶界（jiè），对（duì）球墨铸铁的韧性（xìng）影（yǐng）响（xiǎng）很（hěn）大。锰也会提（tí）高铁素体球（qiú）墨铸铁的韧脆性转变温（wēn）度，锰含（hán）量每增加（jiā）0.1%，脆性转变（biàn）温度提高10～12℃。因（yīn）此，球（qiú）墨铸铁中锰含量一（yī）般是愈低（dī）愈好，即使（shǐ）珠光体球墨铸铁，锰含量也不宜超（chāo）过0.4%～0.6%。只有以提高耐磨性为目的的中锰球铁和贝氏（shì）体球铁例（lì）外。

4.磷的选（xuǎn）择（zé）原则

    磷是（shì）一种有害元素。它在铸铁中溶解度极（jí）低，当其含量小于0.05%时，固溶于基体中（zhōng），对力学（xué）性能几乎没有影响。当含量大于0.05%时（shí），磷极（jí）易偏析于共晶（jīng）团边界（jiè），形成二元、三元（yuán）或复（fù）合磷共晶，降低（dī）铸铁的韧性（xìng）。磷提高铸铁的韧脆性（xìng）转变温度，含磷量每（měi）增加0.01%，韧脆性转变温度提高4～4.5℃。因此（cǐ），球墨铸铁中磷的含量愈低（dī）愈好，一般（bān）情况下应低于0.08%。对于比较重（chóng）要的铸件，磷含量（liàng）应低于0.05%。

5.硫的选择原则（zé）

    硫是一种（zhǒng）反球化元素，它与镁、稀土（tǔ）等球化（huà）元素有很强的亲合力，硫的存在（zài）会大（dà）量消耗铁液中的（de）球化元素，形成镁和稀土的硫（liú）化物（wù），引起夹渣（zhā）、气孔等铸造缺陷。球墨铸铁中（zhōng）硫的含（hán）量（liàng）一般要求小于（yú）0.06%。

6.球化元素的选（xuǎn）择原（yuán）则

目前（qián）在工业上使用的球化元素主要是镁和稀土。镁和稀土（tǔ）元（yuán）素可以（yǐ）中和硫等（děng）反球（qiú）化（huà）元素的作用，使石墨按球（qiú）状生长。镁和稀土的残留量（liàng）应根据铁液中硫等反（fǎn）球化元素的含（hán）量确（què）定。在保证（zhèng）球化合格的前提下，镁和（hé）稀土的残（cán）留量应（yīng）尽（jìn）量低。镁和稀土残留量过高（gāo），会增加铁液的白（bái）口倾向，并会由于它们在晶界上偏析（xī）而影响铸件的力学性（xìng）能。