根據灰鑄鐵的正常性能已將5種基本元素的主要影響綜合涵蓋在內，但仍有必要將它們和合金元素的作用扼要的加以陳述。依據元素在兩相中分布的比值Kp大于1或小于1可將其分為碳化物形成穩定元素和石墨化元素。Kp＝該元素在碳化物中的百分比／該元素在基體中的百分比。前一類元素由于形成共析滲碳體而組成珠光體，因而提高了鑄鐵件的強度和硬度（如錳、鉻、鉬、釩）。由于元素溶入鐵素體中，產生固溶強化作用。石墨化元素主要依靠固溶作用提高鑄鐵件強度和硬度，雖然它們也形成碳化物，但畢竟其量甚微，這類元素有硅、磷、銅、鎳。

    碳在灰鑄鐵中通常以自由碳（片狀石墨）和共析滲碳體（構成珠光體）兩種形式存在。化合碳的大值為0.8%（全珠光體基體灰鑄鐵）。因為除了極個別特種灰鑄鐵外，不允許有自由滲碳體存在。由于石墨的強度和硬度極低，相對于鐵來說可以視為零，加之片狀石墨對鑄鐵的割裂作用，故灰鑄鐵中碳量越高，一般來說（還涉及到片狀石墨的形態）其強度和硬度越低。由于過冷和鐵液流動性與收縮性諸多原因，通常既嚴格限制其Sc在1以內或CE=4.26%但又經常力求靠近這一極限值。提高灰鑄鐵強度永遠是鑄鐵研究和生產者追求的主要目標。因此優化冶金因素和恰當地加入合金已成為鑄造工作者不得不采取的措施。絕大多數灰鑄鐵中的C含量在3.1%-3.5%范圍內。

    硅在灰鑄鐵中的重要性位居第二。雖然硅對鑄鐵的固溶強化作用很強，但可粗化石墨且在共析轉變時，具有強化鐵素體作用。又因為同時還提升轉變溫度，所以減少并粗化珠光體，因而總的來說，結果是降低灰鑄鐵的強度和硬度。Si含量低，鑄鐵易產生白口或過冷石墨，還容易造成澆不足、氣孔和收縮缺陷。Si或C（碳當量）愈高，由于其驅動作用，產生自發晶核的能力增強，有助于晶核的較早產生并加速生長，獲得正常的灰鑄鐵組織。在鑄鐵共析轉變時Si也是強石墨化作用元素。由于提高了奧氏體轉變溫度上限并擴大了奧氏體區，因此使共析滲碳體粗化，亦即使珠光體彌散度減小（片間距增大）。且由于Si促進次析石墨的析出，因而也就有利于游離鐵素體的產生。通常灰鑄鐵中的Si量在2%左右。

    Cr和Mn是強碳化物形成和穩定元素。碳化物一方面與碳化鐵組成復合碳化物構成更強更硬的珠光體，其余部分固溶于鐵素體中強化鑄鐵基體，加上鉻是價格較低的合金。因此成為灰鑄鐵較常用的合金元素。Cr對共晶凝固-結晶的影響與Si相反，因而促進白口的產生或增大過冷度，在低合金結構灰鑄鐵中通常不推薦Cr含量超過0.4%。

    Mn的作用與Cr相近，但作用程度相對較弱。通常Mn含量在0.5%-0.8%范圍內。不過Mn還有它的作用。Mn能中和S的有害作用，所形成的MnS還是灰鑄鐵中既不能太多也不宜太少的異質相。由于MnS強度極低，因而可使鑄鐵件切削斷屑性好。適宜的錳含量應為：Mn%＝17%S+（0.4%-0.5%）。當S和Mn含量均高、同時澆注溫度又低時，鑄件將產生硫化錳氣渣孔。

    Mo對共晶結晶和共析轉變的影響類似于Cr，但影響較溫和且構成的復合碳化物極為強韌和穩定，尤其是在高溫狀態下。加之其固溶強化作用亦佳，因而是十分優異的合金元素。因其價格十分昂貴，只在必需的場合下使用，通常的加入量為0.4%-0.6%。而V則與之相反，在常用的碳化物形成和穩定元素中居于一位，所以即使加V一般不超過0.1%。

    Cu和Ni對灰鑄鐵的效應相同，雖然都屬于Kp值小于1的石墨化元素，但卻具有特殊的功能。在共晶凝固時，其影響雖較弱，但模式與Si相同。亦即有減小過冷與抑制滲碳體的作用，但在共析轉變時，具有促進并細化珠光體的作用。由于幾乎所有灰鑄鐵都要求是珠光體型的?這就使它們成為優異的合金元素；因等量的Cu的效果高于Ni而價格又遠低于Ni且熔點很低，適于加入澆包中。所以近二三十年Cu成為灰鑄鐵中應用普遍的選擇合金元素，而Ni的使用則極少，除非對鑄鐵有特殊的性能要求。Cu的加入量大多在0.4%-0.7%的范圍。應予強調指出的是：加銅必須采用純銅而不能使用銅合金材料，否則必將造成嚴重不良后果。

NJ-ZN208型電腦多元素分析儀可檢測的材料有:普碳鋼、低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼、生鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、耐磨鑄鐵、鋁合金等。儀器可檢測所有常規元素C、S、Mn、P、Si、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、Al、W、V、Nb、Fe、ΣRe、Mg、Co、Sb、As、Sn、Pb等。

測量范圍：因該儀器可檢測的元素較多，現以鋼中C、S、Mn、P、Si、Cr、Ni等常見元素為例，如改變測試條件，該范圍可相應擴大。C：0.010～6.000% S：0.0030～2.0000% Mn：0.010～20.500%   P：0.0005～1.0000%  Si：0.010～18.000%  Cr：0.010～38.000% ……

                         南京諾金高速分析儀器廠

                           2026年3月11日