球墨铸铁化学成（chéng）分主要包括碳、硅、锰、硫、磷5大常见元素。对于一些对（duì）组织及性（xìng）能有特殊要求的铸件，还包括少量的合金元（yuán）素。同普（pǔ）通（tōng）灰铸铁不同的是，为保（bǎo）证石（shí）墨球（qiú）化（huà），球墨（mò）铸铁中还须（xū）含有微量的残留球化元素。

1.碳及（jí）碳当（dāng）量的选择原则

    碳（tàn）是球墨铸（zhù）铁的基本元素，碳高有助于石墨化（huà）。由于石墨呈球状后石（shí）墨（mò）对机械性能的影响已减小到zui低（dī）程度，球墨（mò）铸铁的（de）含（hán）碳量一般较高，在3.5%～3.9%之间（jiān），碳当量在4.1%～4.7%之间。铸（zhù）件壁（bì）薄、球（qiú）化元素残留量大或（huò）孕育不充分时（shí）取上（shàng）限；反之，取下（xià）限。将碳当量选择（zé）在（zài）共晶（jīng）点附近（jìn）不仅可以改善铁（tiě）液的流（liú）动（dòng）性，对于球墨铸铁而言，碳当量的（de）提高还会由于提（tí）高了铸铁凝固时的石（shí）墨化膨（péng）胀提高铁液的（de）自补缩能力（lì）。碳（tàn）含量（liàng）过（guò）高，会（huì）引起石墨（mò）漂浮。因此，球（qiú）墨铸（zhù）铁中碳（tàn）当量的上限（xiàn）以不出现石墨漂（piāo）浮为原则（zé）。

2.硅的选择（zé）原则（zé）

硅是强石墨化元素。在球墨铸铁中，硅不（bú）仅可以（yǐ）有（yǒu）效地减小白口（kǒu）倾向，增加铁（tiě）素体量，而且具有细化共晶（jīng）团，提高石墨球圆整度的作（zuò）用。硅（guī）提高铸铁的（de）韧（rèn）脆性（xìng）转变（biàn）温（wēn）度，降低（dī）冲击韧性（xìng），因此硅含量（liàng）不（bú）宜过高，尤其是当铸铁中锰和（hé）磷含量较高时（shí），更需要严格控制硅的（de）含（hán）量。球墨铸铁中终（zhōng）硅量一般在1.4%～3.0%。选定碳当（dāng）量（liàng）后，一般采取高碳低硅强化孕育的原则。硅（guī）的下限以（yǐ）不出现（xiàn）自由（yóu）渗碳（tàn）体为原则。                                

球（qiú）墨铸铁中碳硅含（hán）量确定（dìng）以后，成分设计基本合（hé）适。如果高于zui佳区域，则容易出（chū）现石（shí）墨漂浮现象。如果低（dī）于zui佳区域，则容易出现缩松缺（quē）陷和自由碳化物。

3.锰的选择原则

    由于球（qiú）墨铸铁中硫的含量已经（jīng）很低（dī），不需要过多的锰来中和（hé）硫（liú），球墨铸铁中锰（měng）的作用就主要表现在增（zēng）加珠光（guāng）体的（de）稳（wěn）定性，促进形成(Fe、Mn)3C。这些碳化物偏析于晶界，对球墨铸铁（tiě）的韧性影（yǐng）响很大。锰也会提高（gāo）铁（tiě）素体球墨（mò）铸铁的韧脆（cuì）性转变温度，锰含量每增（zēng）加0.1%，脆（cuì）性转变温度提高10～12℃。因此，球墨铸铁中锰含量一（yī）般是愈低愈好，即使珠光体球墨铸铁（tiě），锰含量也不宜（yí）超（chāo）过0.4%～0.6%。只有以（yǐ）提高（gāo）耐磨性为目的的中锰球铁和贝氏体球铁例外。

4.磷（lín）的选（xuǎn）择原则（zé）

    磷是一种有害元素。它在铸铁中溶解（jiě）度（dù）极低，当其含量小于0.05%时（shí），固溶于基体中，对力学性能（néng）几乎（hū）没（méi）有影响。当含量大于0.05%时（shí），磷（lín）极易偏析于共晶团边界，形（xíng）成（chéng）二元、三元或复合磷共（gòng）晶，降低铸（zhù）铁的韧性。磷（lín）提高铸铁的韧脆性转变温度，含（hán）磷（lín）量每增加0.01%，韧脆性转变温（wēn）度（dù）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（yú）0.08%。对于比（bǐ）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（zhǒng）反球化元（yuán）素，它与镁、稀（xī）土等球化元（yuán）素（sù）有很（hěn）强的（de）亲合力，硫的存在会大量（liàng）消耗铁液中的球化元素，形成镁和稀土的硫化物，引起夹（jiá）渣、气孔（kǒng）等铸造缺（quē）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（zé）原（yuán）则

目前在工业上使用的球化元（yuán）素主要（yào）是镁和稀土（tǔ）。镁和稀土（tǔ）元素可以中和硫等反球化元素（sù）的作用，使石墨按球状生长。镁和（hé）稀土（tǔ）的残留量应根据铁液中硫等反球化元素的含（hán）量确（què）定。在保证球化合（hé）格的前（qián）提下，镁和（hé）稀土的残留量（liàng）应尽量低。镁和稀土（tǔ）残留量过高，会增加（jiā）铁液的白口倾向（xiàng），并会由于它（tā）们在晶界上偏（piān）析而影响（xiǎng）铸件（jiàn）的力（lì）学性能（néng）。