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。

其它各類鑄鐵。 用QT制造發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，當(dāng)其沖擊值ak達(dá)8～15J/cm2時(shí)已能獲得良好的使用性能。 當(dāng)F球墨鑄鐵的延伸率達(dá)10～15％時(shí)，可用于零下30～375℃范圍內(nèi)，代替25鑄鋼制造中壓閥門。 球鐵在一定范圍內(nèi)可以代替鑄鋼，制造塑性和韌性要求較高的鑄件。 7.6.2 球墨鑄鐵的牌號(hào)、性能及用途 球墨鑄鐵的性能及用途 疲勞強(qiáng)度 鑄鐵的疲勞強(qiáng)度在很大程度上取決于石墨的形狀。 球狀的疲勞強(qiáng)度高，團(tuán)絮狀的次之，片狀的低，且隨石墨數(shù)量增多，鑄鐵的疲勞強(qiáng)度降低。 7.6.2 球墨鑄鐵的牌號(hào)、性能及用途 球墨鑄鐵的性能及用途 疲勞強(qiáng)度 可知，要求扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度大的曲軸采用QT是可行的。
耐熱鑄鐵有些零件在高溫條件下工作，需要具有一定的耐熱性，如加熱板、爐柵、鑄鐵坩堝、鋼錠模等。這些鑄件不但要有一定的高溫強(qiáng)度，而且還應(yīng)有一定的抗氧化性和抗長(zhǎng)大能力。為了滿足鑄件長(zhǎng)期在高溫下工作的要求，提高抗氧化能力和抗生長(zhǎng)能力，在鑄鐵中應(yīng)加入一定數(shù)量的合金元素。根據(jù)加入元素不同，耐熱鑄鐵分為中硅耐熱鑄鐵、高鋁耐熱鑄鐵和含鉻耐熱鑄鐵。中硅耐熱鑄鐵這是一種常用的耐熱鑄鐵。硅加入鑄鐵中能在鑄件表面形成一層完整而致密的SiO2保護(hù)膜，使鑄鐵在高溫下工作具有很好的抗氧化牲和抗生長(zhǎng)能力。中硅耐熱鑄鐵可穩(wěn)定在850℃左右工作。下表耐熱鑄鐵牌號(hào)中“RT”表示耐熱鑄鐵，“Q”表示球墨鑄鐵，其余字母為合金元素符號(hào)，數(shù)字表示合金元素的平均含量，取整數(shù)值。高鋁耐熱鑄鐵鑄鐵中加入鋁，可使鑄件表層形成一層比SiO2更加致密的Al2O3保護(hù)膜，具有更高的抗氧化性和抗生長(zhǎng)能力，因此有較高的耐熱性。常用的高鋁耐熱鑄鐵主要有兩種：含鋁在8%以下(一般在5.5～7.0%)，其組織為含鋁的鐵索體和不均勻分布的石墨，常用于制造在700℃以下工作的零件；含鋁在20～24%的高鋁耐熱鑄鐵，其組織為含鋁鐵素體和少量石墨，這種鑄鐵常溫機(jī)械性能不算高，但在高溫時(shí)機(jī)械性能下降不多，常用于制造在900～950℃高溫條件下工作的零件。

 高鉻鑄鐵的耐熱溫度與熱處理狀態(tài)有關(guān)，一般可認(rèn)為能達(dá)到700~950℃。
欲使鑄鐵具有高硬度，可以通過(guò)添加合金元素的方法。如Mn，Cr，Ni，MoTi等金屬元素和Si，P等非金屬元素，從而形成不同系列的鑄鐵種類。具體方法需要查關(guān)于鑄造合金類的書籍。欲使鑄鐵具有耐高溫，可以在鑄鐵中添加Si，Al，Cr等，從而形成硅系、鋁系、鋁硅系和鉻系耐熱鑄鐵。直接用鑄鐵坩堝來(lái)熔煉的金屬多為鋁合金、鋅合金、鉛合金、錫合金、銻合金等，鑄鐵坩堝的壽命取決于鑄鐵在高溫狀態(tài)下的氧化生長(zhǎng)速度.坩堝的氧化速度慢，則坩堝的壽命長(zhǎng)。能阻止鑄鐵高溫下生長(zhǎng)的合金元素有Si，Al、Cr，Sb等。
鑄鐵主要由鐵、碳和硅組成的合金的總稱。在這些合金中，含碳量超過(guò)在共晶溫度時(shí)能保留在奧氏體固溶體中的量。鑄件冷卻時(shí)，表層及薄截面處，往往產(chǎn)生白口。白口組織硬而脆、加工性能差、易剝落。因此必須采用退火（或正火）的方法白口組織。退火工藝為：加熱到550－950℃保溫2～5隨后爐冷到500-550℃再出爐空冷。在高溫保溫期間 ，游離滲碳體和共晶滲二次滲碳體和共析滲碳體也分解，發(fā)生石墨化過(guò)程。由于滲碳體提高鑄件的機(jī)械性能。有時(shí)正火也是球鐵表面淬火在組織上的準(zhǔn)備、正 火分高溫正火和低溫正火。高溫正火溫度一般不超過(guò)950～980℃，低溫正火一般加熱到共折溫度區(qū)間820～860℃。正火之后一般還需進(jìn)行回火處理，以正火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，以達(dá)到鑄件白口的高溫石漠化退火。