球墨铸铁化学成分主要包括碳（tàn）、硅、锰、硫、磷5大（dà）常见元素。对于一些对组织（zhī）及（jí）性能有特殊要求的（de）铸（zhù）件，还包括少（shǎo）量的（de）合金元素。同普通（tōng）灰铸铁（tiě）不同的是（shì），为（wéi）保（bǎo）证石墨球化，球墨铸铁（tiě）中还须含有微量的残（cán）留球化元素。

1.碳及碳（tàn）当量的（de）选择（zé）原则

    碳是球墨铸铁的（de）基本元素，碳高有助于石墨化（huà）。由于石墨呈球状后石（shí）墨对（duì）机械性能的影（yǐng）响已减小到zui低程度（dù），球墨铸铁的含碳量一（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、球化元素残留量大或孕（yùn）育不充分时取（qǔ）上限；反之，取下限。将碳当量选择在共晶点（diǎn）附近不仅可以改善铁液的（de）流动（dòng）性，对于球墨铸（zhù）铁（tiě）而言（yán），碳当量（liàng）的（de）提高还会由于提高了铸铁凝固时的石墨化膨胀提高铁液的自补缩（suō）能力。碳含量过高，会引起石（shí）墨漂浮。因此，球（qiú）墨铸铁中碳（tàn）当量（liàng）的上限以不（bú）出现石墨漂浮为原则。

2.硅的选择原（yuán）则

硅是强石墨（mò）化元（yuán）素。在球墨铸铁中，硅不（bú）仅可以有效地减小白口倾向，增（zēng）加铁素体（tǐ）量，而且具有细（xì）化共（gòng）晶（jīng）团，提高石墨球圆整度的作用。硅提高铸铁的（de）韧（rèn）脆性转变温度，降低冲（chōng）击（jī）韧性，因（yīn）此硅含（hán）量不宜过（guò）高，尤其是当铸（zhù）铁（tiě）中锰和磷含量较高时，更需要严格控（kòng）制硅（guī）的含量。球墨铸铁（tiě）中终硅量（liàng）一（yī）般在1.4%～3.0%。选定碳当（dāng）量后（hòu），一般采取高碳低硅（guī）强化（huà）孕育的原则。硅的下限以不出现自（zì）由渗碳体为原则。                                

球墨铸铁中碳硅含量确（què）定（dìng）以后，成（chéng）分设计基本合适（shì）。如果高于（yú）zui佳区域，则容易出现石墨漂浮现象。如果（guǒ）低于zui佳（jiā）区域，则容易出现缩松缺陷和自由碳化物。

3.锰的选择原则

    由于球（qiú）墨铸铁（tiě）中硫的含量已（yǐ）经很低，不（bú）需要过多（duō）的锰来中和硫，球（qiú）墨（mò）铸铁中锰的作用就（jiù）主（zhǔ）要表现在增加（jiā）珠光体的稳定（dìng）性，促进（jìn）形成（chéng）(Fe、Mn)3C。这（zhè）些碳（tàn）化物偏析于晶界（jiè），对（duì）球墨铸铁的韧性影响很大。锰也会提高铁素体球墨（mò）铸铁的韧脆性转变温度，锰（měng）含量每增加（jiā）0.1%，脆性转变温度提高（gāo）10～12℃。因此，球墨铸（zhù）铁中锰（měng）含量（liàng）一般是愈低愈好，即使珠光（guāng）体球墨（mò）铸铁，锰（měng）含量也不宜超过0.4%～0.6%。只有以提高耐磨性为目的的中锰球（qiú）铁和（hé）贝氏体（tǐ）球铁（tiě）例外。

4.磷的选择原则

    磷是一种有害元（yuán）素。它在铸铁中溶解度极（jí）低，当其含（hán）量小于0.05%时，固溶于基体（tǐ）中，对力学（xué）性（xìng）能（néng）几乎没有影响。当含量大于0.05%时，磷极易偏析（xī）于共（gòng）晶团边界（jiè），形成二元、三（sān）元或复合磷（lín）共晶，降低铸（zhù）铁的韧性。磷提高铸铁的韧脆性转（zhuǎn）变温度，含磷量每增加0.01%，韧脆性（xìng）转变温（wēn）度提（tí）高4～4.5℃。因（yīn）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%。对于比较重要的铸件，磷含量应低于0.05%。

5.硫的选择原则

    硫是一种（zhǒng）反球化元素，它与镁、稀土等球（qiú）化元（yuán）素有很强的亲合（hé）力，硫的存在会（huì）大量消（xiāo）耗铁（tiě）液中（zhōng）的球化元素（sù），形成（chéng）镁（měi）和（hé）稀土的硫化物，引起夹渣（zhā）、气孔等铸造缺（quē）陷。球墨铸铁中硫的含量一般要（yào）求小于（yú）0.06%。

6.球化元素的选择原则

目（mù）前在工业上使（shǐ）用的球化元素主要是镁（měi）和稀土。镁和稀（xī）土元素可以中和硫等反球（qiú）化元素的（de）作用，使石墨按球状生长。镁和稀土的残留量应根据铁液中硫等反球化元（yuán）素的含量确定。在保（bǎo）证（zhèng）球化合（hé）格（gé）的前提下，镁和稀土的（de）残（cán）留量（liàng）应尽量低（dī）。镁和稀土残留量（liàng）过高，会增（zēng）加（jiā）铁液的白（bái）口倾向，并会由于它们在晶界上偏析而影响铸件的力学性能。