球墨铸（zhù）铁化学成分主要包（bāo）括碳、硅、锰、硫、磷5大常见元素（sù）。对于一些对组织及性能（néng）有特殊要求的铸（zhù）件，还包（bāo）括少量（liàng）的合（hé）金元素。同普通灰铸铁不同的是，为保证石墨球化（huà），球墨铸铁中还须含有（yǒu）微量的残留球化元素。

1.碳及碳当量的（de）选择（zé）原则

    碳是球墨铸（zhù）铁的基本元（yuán）素（sù），碳高（gāo）有助于石墨（mò）化。由于石墨呈球状（zhuàng）后石墨对机械（xiè）性（xìng）能的影响已减小到zui低程（chéng）度，球（qiú）墨铸铁的含碳量一（yī）般较高，在3.5%～3.9%之间（jiān），碳当量在4.1%～4.7%之间。铸件壁薄、球化元素残留（liú）量大或孕育不（bú）充分时取上限；反之，取下（xià）限。将碳当（dāng）量选择在共晶点附近不仅可以改善（shàn）铁（tiě）液的流动（dòng）性，对于球墨（mò）铸铁而言，碳当量的提（tí）高还会由于提高了铸铁（tiě）凝（níng）固（gù）时的石墨化膨胀提（tí）高铁液的自（zì）补（bǔ）缩能（néng）力。碳含（hán）量（liàng）过高，会引（yǐn）起石墨漂浮。因此，球（qiú）墨（mò）铸（zhù）铁中碳（tàn）当量的上限（xiàn）以（yǐ）不（bú）出现石（shí）墨（mò）漂浮（fú）为（wéi）原则。

2.硅的选择原则

硅是强石墨化元素。在球墨铸铁中，硅不（bú）仅可以有（yǒu）效地减小白口倾向，增加铁素体量，而且具有细化共（gòng）晶（jīng）团，提高石墨球圆整度的作（zuò）用。硅提高铸铁（tiě）的韧脆性转变（biàn）温度（dù），降低冲击韧性，因此硅（guī）含量不宜过高，尤（yóu）其是当铸铁（tiě）中锰（měng）和磷含量较高时，更需要严（yán）格控制硅的（de）含量（liàng）。球墨铸铁中终硅（guī）量（liàng）一般在1.4%～3.0%。选定碳当量后，一（yī）般采取高碳低（dī）硅强化孕育的（de）原则（zé）。硅的下限（xiàn）以不出（chū）现自由渗碳（tàn）体为原则。                                

球墨铸铁中（zhōng）碳硅含量确定以后，成分设计（jì）基本合（hé）适。如果高于zui佳区域，则容（róng）易出（chū）现石墨漂浮现象。如果低于zui佳（jiā）区域，则容（róng）易出现缩松缺陷和自由碳化物（wù）。

3.锰的选择原则

    由于球墨铸铁中硫的含量已（yǐ）经很低，不需（xū）要过多的锰（měng）来中和硫，球墨铸铁中锰的作（zuò）用就（jiù）主要表（biǎo）现在增加珠光体的稳定性，促进形成（chéng）(Fe、Mn)3C。这些碳化物偏析于（yú）晶界，对球墨铸铁的韧性影响很大（dà）。锰也会提高铁素体球（qiú）墨铸铁（tiě）的韧脆性转变温度，锰含量每（měi）增加0.1%，脆性转变温度提高10～12℃。因此，球（qiú）墨铸铁中锰含量一般是愈低愈好，即使珠光体球墨铸铁，锰含（hán）量也不（bú）宜超过（guò）0.4%～0.6%。只有以提高耐磨性为目的的中锰（měng）球铁和贝氏体球铁例（lì）外。

4.磷的选择原则

    磷是一种（zhǒng）有害（hài）元素。它在铸铁中溶解（jiě）度极低，当其含量小于0.05%时，固溶于基体中，对力学性能几乎没有影响。当含量（liàng）大（dà）于0.05%时（shí），磷极易偏析于共晶团边界（jiè），形成（chéng）二（èr）元、三元或（huò）复合磷共晶，降（jiàng）低铸铁（tiě）的韧性。磷提高（gāo）铸铁的韧脆性转变温（wēn）度（dù），含磷（lín）量每（měi）增加0.01%，韧脆性（xìng）转变温（wēn）度提高4～4.5℃。因此，球墨铸（zhù）铁中磷的含量愈低（dī）愈好，一般情况下应低于0.08%。对（duì）于（yú）比较重要的（de）铸（zhù）件，磷（lín）含量应低于0.05%。

5.硫（liú）的选择原（yuán）则

    硫是一种反（fǎn）球化元素，它与镁（měi）、稀（xī）土等（děng）球化元素有很强的亲合（hé）力，硫（liú）的存在会大（dà）量消耗铁液中的球（qiú）化元素，形（xíng）成镁和稀土的（de）硫化（huà）物（wù），引起夹渣、气孔等铸造缺陷。球墨铸铁中硫的（de）含（hán）量一般要求小于（yú）0.06%。

6.球化元素的选（xuǎn）择原则

目（mù）前在（zài）工业上使用的（de）球化元（yuán）素（sù）主要（yào）是镁和（hé）稀土。镁和（hé）稀土元素可以中和硫（liú）等反球化元素的作用，使石墨按球状生长（zhǎng）。镁和稀土的残留量应（yīng）根据（jù）铁液中硫（liú）等（děng）反球化（huà）元素的含量确（què）定。在（zài）保证球化（huà）合格的前提下，镁和稀土的残留量（liàng）应尽量低（dī）。镁（měi）和稀土残留（liú）量过高，会增加铁液（yè）的（de）白（bái）口（kǒu）倾向，并会（huì）由于它们在（zài）晶（jīng）界（jiè）上偏析而影响铸件的（de）力（lì）学性能。