球墨铸铁化（huà）学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷（lín）5大常见元素。对（duì）于一些（xiē）对组织及性能有特殊要求的铸件，还包括少量的合金元素。同普通（tōng）灰铸铁不同（tóng）的是，为保证石墨球化，球墨铸（zhù）铁中（zhōng）还须含有微量的残（cán）留球化元素。

1.碳（tàn）及（jí）碳当量的选（xuǎn）择（zé）原则

    碳（tàn）是球墨铸（zhù）铁的基（jī）本元素，碳高有助于石墨化。由（yóu）于石（shí）墨呈球（qiú）状后石墨对机械（xiè）性能的影响已减小到zui低（dī）程度，球墨铸铁的含碳量（liàng）一（yī）般较高，在3.5%～3.9%之间，碳当量在（zài）4.1%～4.7%之间。铸件壁薄、球化元素残留量大或孕育不充分时取上限；反之，取下限（xiàn）。将（jiāng）碳（tàn）当量选择在共晶点附近（jìn）不仅可以改善（shàn）铁液的流动性，对于球墨铸铁而言（yán），碳当（dāng）量（liàng）的提（tí）高还会由于提高（gāo）了铸铁凝（níng）固（gù）时的石墨化膨胀提高铁液的自补缩能（néng）力。碳含量过高，会引起石墨漂浮。因（yīn）此，球墨（mò）铸铁中（zhōng）碳（tàn）当量的（de）上限以不出现石墨漂（piāo）浮为（wéi）原则（zé）。

2.硅的选择原则

硅是强石墨化元素。在球墨铸铁中，硅不仅可以有效地减小（xiǎo）白口倾（qīng）向，增加铁素体量，而（ér）且（qiě）具有细化共晶（jīng）团，提高石（shí）墨球圆整度的作用。硅提高铸铁的韧（rèn）脆（cuì）性（xìng）转变温度，降低冲击韧性，因此硅含量不宜过高，尤（yóu）其是当铸铁中锰和磷含量较高时，更需要严格控制硅的含量。球墨铸铁中终硅量（liàng）一般在1.4%～3.0%。选定碳（tàn）当（dāng）量后，一般采取高碳低硅强化孕（yùn）育的原（yuán）则。硅（guī）的下限（xiàn）以（yǐ）不出现自由（yóu）渗碳体为原则（zé）。                                

球墨铸（zhù）铁中（zhōng）碳（tàn）硅含（hán）量确定以后，成分设（shè）计基本合适。如果高于zui佳区域，则（zé）容易出现石墨（mò）漂浮现象。如果低于（yú）zui佳（jiā）区域，则容易出现缩松（sōng）缺陷和自由碳（tàn）化物（wù）。

3.锰的（de）选择原则（zé）

    由于球墨（mò）铸铁中硫的含量已经很低，不需要过多（duō）的锰来中和硫，球（qiú）墨（mò）铸铁中锰（měng）的作（zuò）用（yòng）就主（zhǔ）要表现在增加珠光体的稳定（dìng）性，促进形（xíng）成(Fe、Mn)3C。这些（xiē）碳化物偏（piān）析于晶界，对球墨铸铁（tiě）的韧性影响（xiǎng）很大。锰也会提高铁（tiě）素体球墨铸铁的韧脆性转变温度，锰含量每增（zēng）加0.1%，脆性转变温度提高10～12℃。因（yīn）此，球墨铸（zhù）铁中锰含量一般是愈低（dī）愈（yù）好，即使珠（zhū）光体球墨铸铁，锰含量也（yě）不宜超（chāo）过0.4%～0.6%。只（zhī）有以提高（gāo）耐（nài）磨性为目的的中锰球铁（tiě）和贝氏体球铁例外（wài）。

4.磷的选择原则

    磷是（shì）一种有害（hài）元素。它（tā）在铸铁中溶解度极低，当其（qí）含量小于0.05%时，固（gù）溶于基体中，对力（lì）学性能几乎（hū）没（méi）有影响（xiǎng）。当（dāng）含（hán）量大于0.05%时，磷（lín）极易偏析于（yú）共晶团边界，形成二元、三（sān）元或（huò）复合磷共（gòng）晶，降低铸铁（tiě）的韧性。磷提高铸铁（tiě）的韧（rèn）脆性转变温度，含磷量每增加0.01%，韧（rèn）脆性（xìng）转变温度提高4～4.5℃。因（yīn）此，球墨铸铁中磷的含量（liàng）愈低愈好，一般情况下应低于0.08%。对于比较重要的（de）铸件，磷含量应（yīng）低（dī）于（yú）0.05%。

5.硫的选择（zé）原则

    硫是（shì）一种反球化元素，它与镁、稀土等（děng）球化元素有很强（qiáng）的亲合力，硫的存在会大量消耗（hào）铁液中的球化元素，形成镁和稀（xī）土的硫化物（wù），引起夹渣、气孔等铸造缺陷。球墨铸铁中硫的含量一般要求小于0.06%。

6.球化（huà）元素的选择原则

目前在工业上使用的球化元素主要是镁（měi）和稀土（tǔ）。镁和稀土元（yuán）素可以中和硫等反（fǎn）球化（huà）元素的作用，使石墨按球（qiú）状生长。镁（měi）和稀土（tǔ）的残留（liú）量应（yīng）根据铁液中硫等反球化元素的含量确定（dìng）。在（zài）保证球（qiú）化合格的前提下，镁和稀土的残留量应尽量低（dī）。镁和稀土残留量过高，会增加铁液的白口倾向，并会由于（yú）它们（men）在晶（jīng）界上偏析而影响铸件的力学性（xìng）能。