灰铸铁的化学成分由两部分组成：一是基本成分，即C、Si、Mn、P、S五大元素；二是根据需要，加入少量的合金元素，如Cu、Cr、Mo、Ni、Sb、Sn等。五大元素中起决定性作用的是C、Si含量，由于二者的石墨化作用大小不同，通常以CE表示：CE≈w（C）+1/3w（Si）。

1、CE必须确保达到铸铁牌号中抗拉强度或硬度的要求。

2、CE的高低是影响灰铸铁强度的主要决定性因素。灰铸铁牌号越高，强度越高，选择的CE应越低。以降低CE来提高灰铸铁的强度，是提高灰铸铁强度的基本原则。

3、在同的CE下，不同的冷却速度有着不同的强度，随着铸件壁厚的增加，铸件强度降低；随着壁厚的减小，铸件强度增加。因此，薄壁铸件的CE应适当提高，厚壁铸件的CE应适当降低。

4、CE的降低，使灰铸铁强度提高，但使铸造性能、加工性能恶化，因此，在同等强度下，CE高的灰铸铁为优。

5、Mn是阻碍石墨化和稳定珠光体的元素，一般灰铸铁要求珠光体基体，故Mn的质量分数较高，薄壁件w（Mn）量为0.5%-0.8%，厚壁件w（Mn）量为0.9%-1.4%。

6、Mn与S有较大的亲和力，与S形成MnS或（Fe、Mn）S的化合物，故Mn可部分抵消S反石墨化的作用，且生成的MnS呈颗粒状分散在铁液中，熔点在1600℃以上，可作为非均质品核，有利于石墨的析出，因此，Mn也有间接促进石墨化的作用。、

7、灰铸铁中的Mn与S中和以后，过量的Mn才有能起稳定珠光体的作用，中和S所必需的w（Mn）量为当w（Mn）<0.2%时，w（Mn）= w（S）×1.73%+.3%；当w（S）≥0.02时，w（Mn）= w（S）×3.3%

8、S使灰铸铁流动性降低，阻碍石墨化，增大白口倾向。当灰铸铁中Mn低S高时，S除与Mn形成MnS外，还会形成Fe-FeS的硫共晶或Fe-Fe₃C-FeS三元硫共晶分布在界面上，降低灰铸铁的力学性能，并易产生热裂，故一般认为S是灰铸铁中的有害元素，要求w（S）≤0.12%。

9、S对石墨化有双重作用，S本身阻碍石墨化，但与Mn生成的MnS可形成结晶核心，促进石墨化。因此，采用感应电炉熔炼时，必须要有增S处理，使w（S）量不低于0.06%；冲天炉熔炼时，铁液中的w（S）量一般为0.06%-0.10%。

10、灰铸铁的P常以二元磷共晶（Fe+Fe₃P）或三元磷共晶（Fe-Fe₃P+ Fe₃C）形式存在。低熔点的磷共晶分布于界面，降低灰铸铁的力学性能，特别是塑性与韧性，并易产生裂纹，故灰铸铁的w（P）量一般小于0.15%。

11、于对有耐磨性要求的灰铸铁，w（P）量可提高至0.3%-1.5%；有致密性要求的灰铸铁，w（P）量应低于0.06%。

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