影響鑄鐵組織和性能的關(guān)鍵是碳在鑄鐵中存在的形式、形態(tài)、大小和分布。鑄鐵的發(fā)展，主要是圍繞如何改變石墨的數(shù)量、大小、形狀和分布這一中心問(wèn)題進(jìn)行的。因此，首先應(yīng)研究鑄鐵中石墨的形成過(guò)程及其影響因素。鑄鐵中石墨的形成過(guò)程稱為石墨化。在鑄鐵中，碳能以化合態(tài)的滲碳體和游離狀態(tài)的石墨兩種形式存在，游離狀態(tài)的石墨容易形成片狀結(jié)構(gòu)。這是由于石墨的晶格為簡(jiǎn)單六方晶格，基面中的原子間距142nm，原子間結(jié)合力較強(qiáng)；而兩基面間的面間距340nm，因基面間距較大，原子間結(jié)合力較弱，故結(jié)晶時(shí)易形成片狀結(jié)構(gòu)，且強(qiáng)度、塑性和韌性極低，接近于零，硬度僅為3HBS。另外，在碳原子的四個(gè)價(jià)電子中，只有一個(gè)價(jià)電子參加到電子氣中去，這便是石墨具有某些不太明顯的金屬性能(如導(dǎo)電性)的原因。 
前面我們已討論過(guò)化合態(tài)的滲碳體，它若加熱到高溫，便會(huì)分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態(tài)的滲碳體只是一種亞穩(wěn)定相，而游離態(tài)的石墨則是一種穩(wěn)定相。一般，在鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程中，因?yàn)闈B碳體的含碳量69％)比石墨的含碳量(100％)更接近于合金成分的含碳量5％o％)，析出滲碳體時(shí)所需的原子擴(kuò)散量較小，滲碳體的晶核易形成，所以自合金液體或奧氏體中析出的是滲碳體而不是石墨。但在擴(kuò)散時(shí)間足夠的條件下，或在合金中含有可促進(jìn)石 墨形成的元素(如硅等)時(shí)，在合金中便會(huì)直接自液體或奧氏體中析出石墨。實(shí)踐證明，成分相同的合金在冷卻時(shí)，冷卻速度愈快，析出滲碳體的可能性愈大；冷卻速度愈慢，析出石墨的可能性愈大。

蠕墨鑄鐵孕育的主要目的是防止基體組織中出現(xiàn)萊氏體和自由滲碳體,調(diào)整鐵素體和珠光體在基體中的比例.本文論述了采用固體孕育劑進(jìn)行孕育,將引起"孕育促球"現(xiàn)象,它敏感地影響蠕墨鑄鐵蠕化率的高低,從而造成蠕墨鑄鐵性能的不穩(wěn)定;指出"孕育促球"現(xiàn)象在特定條件下可以用來(lái)調(diào)整蠕化率,但在缺乏爐前快速測(cè)定鐵液狀態(tài)的情況下缺乏可操作性;提出了減少或避免"孕育促球"的若干措施,并采用液體孕育劑進(jìn)行孕育處理.
球墨鑄固過(guò)程中的體積變化模式,分析認(rèn)為球墨鑄鐵是需要外部補(bǔ)縮的.提出球墨鑄鐵的補(bǔ)縮應(yīng)充分考慮具體鑄件及實(shí)際生產(chǎn)條件.詳細(xì)闡述不同鑄型條件下,不同模數(shù)的球墨鑄鐵件的通用冒口、控制壓力冒口及全壓力冒口的選擇方法.重點(diǎn)討論了球墨鑄鐵冒口補(bǔ)縮中的鑄件模數(shù)、凝固順序及冒口位置、補(bǔ)縮通道及溫度梯度、孤立熱節(jié)的補(bǔ)縮、冶金質(zhì)量及孕育處理等若干關(guān)鍵問(wèn)題. 
孕育處理是提高鑄鐵性能的行之有效的手段.對(duì)激冷鑄鐵凸輪軸組織有非常重要的影響.通過(guò)在金屬液中分別加入Si-Ba孕育劑和稀土La,研究了不同孕育劑對(duì)激冷鑄鐵凸輪軸的孕育情況.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Si-Ba孕育劑和稀土La都能減小白口層深度,并且隨著孕育劑加入量的增加,凸輪軸萊氏體組織含量明顯減小;為了獲得質(zhì)量合格的鑄件.Si-Ba的加入量不能超過(guò)0.3%.而稀土La的加入量不能超過(guò)0.03%.