球墨鑄鐵的生產(chǎn)過程包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：
熔煉合格的鐵液；球化處理；孕育處理；爐前檢驗(yàn)；澆注鑄件；清理及熱處理；鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)。
以上環(huán)節(jié)中以熔煉鐵液和進(jìn)行有效的球化－孕育處理是生產(chǎn)的關(guān)鍵。

一、化學(xué)成分的選定。
1.基本元素：

①碳和硅：
由于球狀石墨對基體的削弱作用很小，故球墨鑄鐵中石墨數(shù)量多少，對力學(xué)性能的影響不顯著，當(dāng)含碳量在3.2-3.8%范圍內(nèi)變化時(shí)，實(shí)際上對球墨鑄鐵的力學(xué)性能無明顯影響。確定球墨鑄鐵的碳硅含量時(shí)，主要從保證鑄造性能考慮，為此將碳當(dāng)量選擇在共晶成分左右。
由于球化元素使相圖上的共晶點(diǎn)C的位置右移，因此使共晶碳當(dāng)量移至4.6-4.7%。
具有共晶成分的鐵液流動(dòng)性。
形成集中縮孔傾向大（好補(bǔ)縮，好設(shè)置冒口）。
鑄鐵的組織致密度高。
當(dāng)碳當(dāng)量過低時(shí)，鑄件易產(chǎn)生縮松和裂紋。
當(dāng)碳當(dāng)量過高時(shí)，易產(chǎn)生石墨漂浮現(xiàn)象，其結(jié)果是使鑄鐵中的夾雜物數(shù)量增多，降低鑄鐵性能，而且污染工作環(huán)境。
用鎂和鈰處理的鐵液有較大的結(jié)晶過冷和形成白口傾向，硅能減少這種傾向。
此外，硅還能細(xì)化石墨，提高石墨球的園整度，但硅又降低鑄鐵的韌性，并使韌性－脆性轉(zhuǎn)變溫度升高。
因此，在選擇碳硅含量時(shí)應(yīng)按照：高碳低硅的原則，一般認(rèn)為Si>2.8-3%時(shí)，會使球墨鑄鐵的韌性降低（尤其高寒）。
鐵素體球墨鑄鐵   C:3.6-4.0%   Si:2.4-2.8%
珠光體球墨鑄鐵   C:3.4-3.8%   Si:2.2-2.6%

②錳：球墨鑄鐵中錳所起的作用與其在灰鑄鐵中所起的作用不同之處：
在灰鑄鐵中，錳除了強(qiáng)化鐵素體和穩(wěn)定珠光體外還能減小硫的危害作用。
而在球鐵中，由于球化元素具有很強(qiáng)的脫硫能力，因而錳已不再能起這種有益作用。
而由于錳有嚴(yán)重的正偏析傾向，往往有可能富集于共晶團(tuán)晶界處，嚴(yán)重時(shí)會促使形成晶間碳化物，因而降低球墨鑄鐵的韌性。
含錳量的控制，依對基體的要求和鑄件是否進(jìn)行熱處理而定。
對于鑄態(tài)鐵素體球墨鑄鐵       Mn<0.5%
對于熱處理鐵素體球墨鑄鐵     Mn 0.3-0.4%
對于珠光體球鐵               Mn 0.4-0.8%
鑄態(tài)珠光體球鐵：Mn雖可適當(dāng)高些。但通常推薦用銅來穩(wěn)定珠光體。

③磷：
磷在球墨鑄鐵中有嚴(yán)重的偏析傾向，易在晶界處形成磷共晶，嚴(yán)重降低球鐵的韌性。
磷還變大球鐵的縮松傾向。
當(dāng)要求球鐵有高韌性時(shí)，P應(yīng)控制在0.04-0.06%以下，如球鐵中有鉬存在時(shí)，更應(yīng)控制磷的含量，因此時(shí)易在晶界處形成脆性的磷鉬四元化合物。

④硫
球墨鑄鐵中的硫與球化元素有很強(qiáng)的化合能力，生成硫化物或硫氧化物，不僅消耗球化劑，造成球化不穩(wěn)定，而且使夾雜物數(shù)量增多，導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生缺陷。而且使球化衰退速度加快。國外生產(chǎn)中原鐵液S<0.02%，但我國焦炭含硫量較高。因此，只有改善熔煉條件，爐前脫硫，力求降低硫量。

2.合金元素：

①鉬：生產(chǎn)高強(qiáng)度球鐵加鉬提高鑄鐵的強(qiáng)度。用量在0.25%，在生產(chǎn)貝氏體球鐵或奧氏體－貝氏體球鐵加鉬使鑄鐵的奧氏體等溫分介曲線（C曲線）向右移，提高淬透性，含鉬在0.6-0.8%。
但在鑄鐵中加鉬在共晶團(tuán)內(nèi)有較大的正偏析傾向，當(dāng)鉬在0.8-1%時(shí)容易促使在共晶團(tuán)邊界形成富鉬的四元磷共晶或鉬的碳化物等脆性相，鉬價(jià)格貴，應(yīng)注意控制使用。

②銅：銅具有穩(wěn)定珠光體的作用。
國內(nèi)有的廠用Cu  0.4-0.8%的球鐵做汽車曲軸。
在貝氏體球鐵中：Mn  0.2-0.4%,Cu 0.6-0.8%配合。
使用球鐵經(jīng)等溫淬火能穩(wěn)定地獲得高的貝氏體百分率的組織。

③鎳：常作強(qiáng)化元素（同銅），一般在厚壁件及貝氏體。

④鉻：用于珠光體球墨鑄鐵。在鑄鐵中加入0.2-0.3%時(shí)，可起到顯著穩(wěn)定珠光體及強(qiáng)化力學(xué)性能。但易形成鐵鉻碳化物，要謹(jǐn)慎使用。

⑤銻：是強(qiáng)烈穩(wěn)定珠光體的元素，其含量在0.006-0.008%時(shí)就能提高球鐵基體中的珠光體百分率起有效作用。
 

在生產(chǎn)鑄態(tài)珠光體球鐵時(shí)，可用銻代替銅，在經(jīng)濟(jì)上更為合理。
但銻有干擾石墨球化作用。
當(dāng)Sb>0.01%時(shí)，會使石墨形狀惡化。
因此，球鐵含銻應(yīng)嚴(yán)格控制在0.006-0.008%以下，并防止積累。

3.微量元素：

球鐵中常存有非特意加入的微量元素，如：Ti、Pb、Al、Cr、Sn、Sb等，這些元素對鑄鐵性能起不良影響，或是干擾石墨化，或是促使在共晶團(tuán)邊界上析出共脆性相或是阻止鐵素體化。當(dāng)加入Re 0.01-0.02%能中和這些元素的有害作用。

二、球鐵的熔煉及爐前處理技術(shù)：

球墨鑄鐵具有高的力學(xué)性能，是以石墨球化狀況良好為前提的。衡量石墨球化狀況的標(biāo)準(zhǔn)是球化率、石墨球徑和石墨球的園整度。
球化率：在鑄鐵微觀組織的有代表性的視場中，在單位面積上球狀石墨數(shù)目與全部石墨數(shù)目的比值（以%表示）、
石墨球徑：在放大100倍條件下測量的有代表性的球狀石墨的直徑。
園整度：對石墨球園整情況的一種定量概念。

1.對熔煉的要求：

用于球鐵鐵液應(yīng)是：高溫、低硫、磷及雜質(zhì)含量低。
由于球鐵要球化處理、孕育處理，要使鐵液溫度降低50-100℃，為了保證澆注溫度，鐵液要1450-1470℃，又由于加入處理劑，孕育處理要帶入大量硅，因此鐵液要較低的硅量（小于1.2-1.4%），要求生鐵為球鐵生產(chǎn)用的低硅生鐵。
 

低含硫量：除對原材料含硫量要低，對沖天爐用焦炭含S量要低。是沖天爐＋感應(yīng)電爐   雙聯(lián)＋中間脫硫
對原材料要求低硫、磷含量，盡可能減少反球化元素，對鐵液的氧化程度嚴(yán)格控制。

2.球化處理

球化元素：加入鐵液中能使石墨在結(jié)晶生長時(shí)長成球狀的元素。
強(qiáng)：鎂、鈰、鑭、鈣、釔
中：鋰、鍶、鋇、釷
弱：鈉、鉀、鋅、鎘、錫、鋁
反球化元素：某些元素存在在鐵液中會使石墨在生長時(shí)無法長成球狀。