1、生鐵

球鐵用原材料一般要求低磷、低硫和較低的硅、錳。生產中選用的生鐵是QT14生鐵，其成分為：4.1%~4.3%C，1.3%~1.6%Si，0.2%~0.5%Mn，≤0.08%P，≤0.02%S。

2、球化劑和孕育劑

由于沒有純鎂球化處理設施，為了球墨鑄鐵件質量，生產中選用了低稀土鎂含量型球化劑。球化劑為金陵稀土材料廠生產的稀土鎂硅鐵，其成分為：2%~4%RE，7%~9%Mg，≤44%Si。球化處理中球化劑加入量為1.8%~2%。

低溫用鐵素體球墨鑄鐵要求終硅量盡可能地低，原先用孕育劑(75硅鐵)孕育后含硅量較高，故生產中選用了金陵稀土材料廠生產的鋇硅復合孕育劑，其成分為：≤45%Si，0.8%~2.0%Ca，4%~6%Ba，1%~2%Al。孕育劑加入總量為0.8%。

3、化學成分的確定

球墨鑄鐵的化學成分與它的組織、力學性能和鑄造性能有很大的關系。原鐵液的化學成分應符合“高碳、低硅、低錳、低硫和低磷”的原則。生產中碳控制在3.6%~3.9%范圍內，以不致產生石墨飄浮為準。鐵素體球墨鑄鐵隨著溫度的下降逐漸發生由韌性向脆性的轉變，且硅能提高脆性轉變溫度，故低溫用鐵素體球墨鑄鐵應在滿足石墨化的條件下，盡可能地控制較低的含硅量。原鐵液含硅量控制在1.2%~1.6%，球化孕育處理后，含硅量控制在1.9%~2.5%。由于錳易偏析形成碳化物，影響力學性能，故其含量不易高，控制在0.2%~0.35%。磷、硫含量應盡可能地低，一般磷控制在0.07%以下，原鐵液含硫量控制在0.08%以下，球化處理后含硫量不大于0.03%。

{二}、球墨鑄鐵件凝固時長原因

球墨鑄鐵件具有良好的力學性能和較好的鑄造性能，在整個鑄件生產選材中占有優勢地位。雖然球墨鑄鐵凝固過程中石墨的析出將帶來體積膨脹，但由于其糊狀凝固方式，及石墨膨脹力導致的鑄型型壁變形和位移，所以收縮缺陷、尤其是縮松是球墨鑄鐵件的缺陷，也是導致鑄件報廢的主要原因之一。

縮松缺陷分為宏觀縮松和微觀縮松。宏觀縮松是鑄件內部成片分散存在的細小孔洞群。肉眼不可見的晶間孔洞稱作微觀縮松。準確分析球墨鑄鐵件的縮松形成機理，依此進行工藝改進、鑄件質量預測和降低廢品率，可以產生明顯的經濟效益。

目前，關于球墨鑄鐵縮松形成機理的研究主要集中在球鐵的凝固特點、凝固過程和生產工藝三個方面。旨在依此綜述球墨鑄鐵的縮松缺陷形成機理研究的狀況。

球墨鑄鐵呈“糊狀”凝固。與灰鑄鐵相比，共晶凝固時間長，共晶團數多，凝固膨脹壓力大。球墨鑄鐵這些特有的凝固特點是縮松形成的根本原因。球墨鑄鐵的成分在共晶點附近，凝固斷面上液-固兩相區寬，當包圍石墨的奧氏體臨近接觸時，尚未凝固的液態金屬被分割成一個個不連續的熔池，失去了補縮通道，呈現出糊狀狀態。糊狀凝固是球墨鑄鐵的固有屬性。

球墨鑄鐵共晶凝固時間長的原因是共晶凝固方式為非共生共長方式。當石墨長大進入共晶階段后，奧氏體殼已經形成，碳原子由鐵液通過固態的奧氏體殼擴散到石墨球上，同時鐵原子從石墨-奧氏體界面處擴散出去，這一過程比碳原子在鐵液中的擴散速度要慢得多。因此球墨鑄鐵的共晶凝固時間較長。球墨鑄鐵的導熱系數比灰鑄鐵小20%~40%，散熱慢，所以球墨鑄鐵的凝固時間要比灰鑄鐵長。

由于石墨比容大于鐵的比容，石墨析出時會引起體積膨脹。石墨球在奧氏體殼包圍下生長，奧氏體殼相互接觸后，石墨長大引起的體積膨脹受到阻礙，產生膨脹壓力。由于鐵液的孕育處理，球墨鑄鐵的共晶團數量約為灰鑄鐵的100~200倍。所以球墨鑄鐵的凝固膨脹壓力要比灰鑄鐵大得多。

球墨鑄鐵共晶結晶時，由于加鎂處理的結果，石墨球核心在液相中長到尺寸時，即被奧氏體包圍，由于奧氏體外殼阻礙碳原子自熔液向石墨球擴散而使石墨球生長速度減慢，共晶反應除了靠已有共晶團長大完成外，還靠新的晶核析出和長大完成，因而共晶轉變在一個較寬的溫度范圍內進行，導致鑄件在很寬斷面上固、液兩相共存，呈糊狀凝固。由于球墨鑄鐵呈糊狀凝固，使得球墨鑄鐵件在澆注后，外殼長時間內剛度不夠，共晶團接觸后產生的凝固膨脹力在使奧氏體枝晶間隙增大同時也使不很結實的鑄件外殼向外脹大，從而使鑄件凝固部分得不到足夠液態金屬的補縮，形成縮松。