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球墨铸铁中存在三类化学元素：第yi类是常存元素，包括碳、硅、锰、硫、磷铁；第二类是为了改变显微组织和铸件性能添加或炉料带入的合金元素；如镍、铬、钼等；第三类是为了获取球状石墨所加入的球化元素（镁、等）以及炉料带进或添加的一些微量元素。这些微量元素有些干扰石墨球化，有些则能---铸件组织和性能。

一、常存元素

1.碳和硅

碳在球墨铸铁中以三种形式存在。首先以聚合状态存在，构成球状石墨晶体。球墨铸铁中的石墨体积分数约为10%--12%。另一些溶入固溶体（奥氏体、铁素体），铸造砂的目数，以固溶状态存。第三是以化合状态存在。碳与铁或其他合金元素化合（如铬、钒、钼等），构成渗碳体或合金碳化物。

碳在铸铁组织中的存在形式主要与铁水碳的活度有关。温度相同的铁水中，哪里的铸造砂---，提高碳和硅的分数可提高碳活度，使原子活动能力增强，如何选取铸造砂，促进碳原子在铁水中顺利移位、扩散。因而在冷却速率等工艺条件相同情况下，碳当量高的铁水易于析出石墨，使石墨体积分数增加，石墨球数相应增加。碳活度较低时，碳原子活动能力趋弱，碳原子通过短距离移位在铁水中与铁原子形成c—fe原子集团。终铁与碳原子相化合产生渗碳体。

获取球墨铸铁需在铁水中加入球化元素。球化元素降低碳的活度，提高铁水液—固相变的过冷倾向。过冷是促成球状石墨晶体生长的重要条件。但是过冷量过大也促使渗碳体形成。组织---会出现初生和共晶碳化物。因此需要通过提高碳当量，进行孕育处理，促使碳活度提高，增加石墨，促使铁水按稳定共晶系转变，避免铸件产生白口。球墨铸铁件碳当量高于灰铸铁件，一般采用共晶或过共晶成分。这是球墨铸铁件化学成分的特点之一。由于球状石墨切割基体金属较轻，力学性能指标分数的影响相对较小。提高球墨铸铁碳当量降低力学性能的作用远小于灰铸铁。