球墨铸铁化学成分主要包括（kuò）碳、硅、锰（měng）、硫、磷（lín）5大常见元素（sù）。对于一些对组织及性能有特殊要（yào）求的（de）铸件，还包括少量（liàng）的合（hé）金（jīn）元素。同普（pǔ）通灰铸铁不同的是（shì），为保证石墨（mò）球化，球墨铸（zhù）铁中还须含有（yǒu）微（wēi）量的残留球化元素。

1.碳及碳当量的选择原则

    碳是球墨铸铁的基本元素，碳高有助于石墨化。由于（yú）石（shí）墨呈（chéng）球状后石墨对机械性能的（de）影响已减小到zui低程（chéng）度，球墨铸铁的含碳量一般较高，在3.5%～3.9%之间，碳当量在4.1%～4.7%之间。铸件（jiàn）壁薄（báo）、球化（huà）元（yuán）素残留量大或孕育不充分时取上限；反之，取下（xià）限。将（jiāng）碳（tàn）当量选择在共晶点附近不仅可以改（gǎi）善铁液（yè）的流动性，对于球（qiú）墨铸铁而（ér）言，碳当量的提（tí）高还会由于提高了铸铁凝（níng）固（gù）时的石墨（mò）化膨（péng）胀提高（gāo）铁液（yè）的自补缩（suō）能（néng）力。碳含量过（guò）高，会引起石墨漂浮。因（yīn）此，球（qiú）墨铸铁中碳当量的上（shàng）限以（yǐ）不出现（xiàn）石墨漂浮为原则。

2.硅的选择原则

硅是强石（shí）墨化（huà）元素。在球墨铸铁中，硅（guī）不仅可以（yǐ）有效（xiào）地减小白口倾向，增加铁素体量，而（ér）且具有细化共晶团，提高石墨球圆整度的作用。硅（guī）提高铸铁的韧脆性转变温度，降低冲击韧性，因此硅含（hán）量（liàng）不（bú）宜过高，尤（yóu）其是当铸铁（tiě）中（zhōng）锰和磷含量较（jiào）高时，更需要（yào）严格控制硅的含（hán）量（liàng）。球墨铸铁中终硅量（liàng）一（yī）般在1.4%～3.0%。选定碳当量（liàng）后，一般采取高碳（tàn）低硅强化孕育（yù）的原则（zé）。硅的下限以（yǐ）不出现自由渗碳体为原则。                                

球墨铸（zhù）铁中碳硅含量确定以后，成分设计基本合适。如（rú）果高于zui佳区域，则容易出现石墨漂浮现象。如（rú）果低（dī）于zui佳区域（yù），则容易出现（xiàn）缩（suō）松缺陷（xiàn）和自（zì）由（yóu）碳化物。

3.锰的选择原则

    由于（yú）球墨（mò）铸铁（tiě）中硫的含（hán）量已经很低，不需要过多（duō）的锰来中（zhōng）和硫（liú），球墨铸铁（tiě）中锰的作（zuò）用就主（zhǔ）要表现在增加珠光体的稳定性，促进形成(Fe、Mn)3C。这（zhè）些碳化物偏析于晶界（jiè），对球墨铸（zhù）铁（tiě）的韧性影响很大（dà）。锰也会提高铁素体球（qiú）墨铸铁的韧脆性转（zhuǎn）变温度，锰含（hán）量每增加（jiā）0.1%，脆性转变温（wēn）度（dù）提（tí）高10～12℃。因（yīn）此，球墨铸铁中锰含量一般是愈低（dī）愈（yù）好，即使（shǐ）珠光体球墨铸铁，锰含量也不宜超过（guò）0.4%～0.6%。只有以（yǐ）提高耐磨性为目的的中锰（měng）球铁和贝（bèi）氏体球铁例外。

4.磷的选择原则

    磷是一（yī）种有害元素。它在（zài）铸铁中溶解度极低，当其含量小于0.05%时（shí），固溶于基体中，对力学性能几（jǐ）乎没有影响。当（dāng）含量大于0.05%时，磷极易偏（piān）析于（yú）共晶（jīng）团边（biān）界，形成二元、三（sān）元或复合磷（lín）共晶，降低铸铁的韧性。磷提高铸铁的韧（rèn）脆性转变（biàn）温度，含磷量每增加0.01%，韧脆性转变温度提高4～4.5℃。因此，球墨铸铁中（zhōng）磷的含量（liàng）愈低愈（yù）好，一（yī）般情况（kuàng）下应（yīng）低于0.08%。对于比较重要的铸件，磷含量应低于0.05%。

5.硫的（de）选择原则

    硫是一种反球化元素，它与镁、稀（xī）土等球（qiú）化元素（sù）有很强的亲合力，硫的存在会大量消耗铁液中（zhōng）的（de）球（qiú）化元（yuán）素，形（xíng）成镁和稀（xī）土的硫化物，引起夹渣、气孔等铸造缺陷。球墨（mò）铸铁中硫（liú）的含量一般要求小于0.06%。

6.球化（huà）元素的选择原（yuán）则

目前在工业上使用的球化元（yuán）素主要（yào）是镁和（hé）稀土。镁和稀土元素可（kě）以中和硫等（děng）反球化元素的作用，使石墨按球（qiú）状生长（zhǎng）。镁（měi）和稀土的残留量应根据（jù）铁液中硫等反球化（huà）元素的含量确定。在保（bǎo）证球化合格的前提下，镁和稀土的（de）残留量应（yīng）尽量低。镁（měi）和（hé）稀土残留量过（guò）高，会（huì）增加铁液的白口倾向，并（bìng）会由（yóu）于（yú）它（tā）们在晶界上偏析而（ér）影响铸件（jiàn）的力学性能。