球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷5大常见（jiàn）元素。对于（yú）一（yī）些（xiē）对组织及性能有特殊要求（qiú）的铸件，还包（bāo）括少量（liàng）的合金（jīn）元（yuán）素。同（tóng）普（pǔ）通（tōng）灰铸铁不同的是，为（wéi）保证石墨球化，球墨铸（zhù）铁中还须含有（yǒu）微量的残（cán）留球化元素。

1.碳及碳当（dāng）量的选择原（yuán）则

    碳是球墨铸铁的基本元素（sù），碳（tàn）高有助（zhù）于石（shí）墨（mò）化。由于（yú）石墨呈球状后石墨对（duì）机械性能（néng）的影响已减小到zui低程度，球墨铸（zhù）铁（tiě）的（de）含碳量一般较高，在（zài）3.5%～3.9%之间，碳（tàn）当量（liàng）在（zài）4.1%～4.7%之间（jiān）。铸件壁薄、球化元素残留量大（dà）或孕育不充（chōng）分时（shí）取上限；反之，取下限（xiàn）。将碳当量选（xuǎn）择在共（gòng）晶（jīng）点附（fù）近不仅可以改善铁液的流动性，对（duì）于球墨铸铁而言，碳（tàn）当量的提高还会（huì）由（yóu）于提高了铸铁凝（níng）固时的石墨化膨胀提高铁液的自补缩能力。碳含量过高（gāo），会引起（qǐ）石墨漂浮。因（yīn）此，球墨（mò）铸（zhù）铁中（zhōng）碳当量的上限以不出现石墨漂浮为原则（zé）。

2.硅的选择原则

硅是强（qiáng）石（shí）墨化元（yuán）素。在球（qiú）墨（mò）铸（zhù）铁（tiě）中，硅不仅可以有效地减小白口倾向（xiàng），增加铁素体（tǐ）量，而且具有细化共晶团，提高（gāo）石墨球（qiú）圆（yuán）整度（dù）的作用。硅提（tí）高铸（zhù）铁的韧（rèn）脆性转变温度，降低冲击韧性，因此硅含量不宜（yí）过高，尤其（qí）是当铸铁中锰和磷含量较（jiào）高时，更（gèng）需（xū）要严格控（kòng）制硅的含量。球墨铸铁（tiě）中终硅量一般在（zài）1.4%～3.0%。选（xuǎn）定碳当（dāng）量后，一般采取高（gāo）碳低硅（guī）强化孕育的原则。硅的下限（xiàn）以不（bú）出现（xiàn）自由渗碳体为原则。                                

球墨铸铁中碳硅含（hán）量确定以后，成分（fèn）设计基（jī）本合适。如果高于（yú）zui佳区域，则容易出现石墨（mò）漂浮现象。如果低于zui佳区域，则（zé）容易出现缩松缺（quē）陷和（hé）自由碳化物。

3.锰的选择原则

    由于球（qiú）墨铸（zhù）铁中硫的（de）含量已经很低（dī），不（bú）需要过多的锰（měng）来中和硫，球墨铸铁中锰的作用就主要表（biǎo）现在（zài）增加（jiā）珠光体的稳定性，促（cù）进形成(Fe、Mn)3C。这（zhè）些碳化物偏析于晶界（jiè），对球（qiú）墨铸铁（tiě）的韧性影响（xiǎng）很大。锰也（yě）会提高铁素体球墨铸（zhù）铁的韧脆性转变温度，锰含量每增加0.1%，脆性转变温度提高10～12℃。因此，球墨铸铁（tiě）中锰含量一般是愈（yù）低（dī）愈好（hǎo），即（jí）使珠光（guāng）体球（qiú）墨铸铁，锰含（hán）量也不（bú）宜超过0.4%～0.6%。只有以提高耐磨性为目的的中（zhōng）锰球铁和贝氏体球铁例外。

4.磷的（de）选（xuǎn）择原则

    磷是一（yī）种有害元（yuán）素。它在铸铁中溶解度极（jí）低，当（dāng）其含量小于（yú）0.05%时，固溶于基体中，对力（lì）学性（xìng）能几（jǐ）乎没有影响。当含（hán）量（liàng）大（dà）于0.05%时（shí），磷（lín）极（jí）易偏（piān）析于共晶团（tuán）边界（jiè），形（xíng）成（chéng）二元、三元或复合磷共晶（jīng），降低铸铁的韧性（xìng）。磷（lín）提高铸（zhù）铁（tiě）的韧脆性转变温度，含磷（lín）量每增加（jiā）0.01%，韧脆性（xìng）转（zhuǎn）变温度提高4～4.5℃。因此，球墨铸铁中磷的含量愈低愈好，一般情况下应（yīng）低（dī）于0.08%。对（duì）于比（bǐ）较重（chóng）要的（de）铸件，磷（lín）含量应低于0.05%。

5.硫的选择原则

    硫是一种反球化元素（sù），它与镁、稀土等球化元素有很强（qiáng）的亲合力（lì），硫的存在会大（dà）量消耗铁液中的球化（huà）元（yuán）素，形成镁和稀土（tǔ）的硫化物，引起夹渣（zhā）、气孔等铸造缺陷。球墨铸（zhù）铁中硫的含量一般要（yào）求小于0.06%。

6.球化元素的选择原则

目前在工业上使用的球化元素主要（yào）是镁和稀土。镁和（hé）稀土元（yuán）素可以中和（hé）硫等反球化元（yuán）素（sù）的（de）作用，使（shǐ）石墨按球状生长。镁和稀土的残留量应根据铁液中（zhōng）硫等反球化元（yuán）素的（de）含量确（què）定。在保证球化（huà）合格的前提（tí）下，镁和稀土的残留量（liàng）应尽量低。镁和稀土残留量（liàng）过高，会增加铁液的白口倾（qīng）向，并会由于它们在晶界上偏（piān）析（xī）而影响铸件的力学性能。