一、铸造性能
（一） 流动性
流动性是指液态金属充满铸型的能力。广泛采用螺旋形试样测定流动性，尽管这种方法不够完善。
来自实验室和生产实践的数据表明，无论是共晶成分，还是过共晶成分，球墨铸铁的流动性总是比灰铸铁的要好。
与灰铸铁一样，球墨铸铁的流动性取决于金属本身的性质；还取决于铸型的传热与充满过程的条件。因此，影响流动性的因素主要是化学成分和浇注温度。
对比普通灰铸铁和球墨铸铁的流动性曲线表明，对于普通灰铸铁，当碳当量为4．2%～4．3%时，具有最好的流动性；对于球墨铸铁，碳当量为4．4%～4．7%时，具有最好的流动性，并且，它的螺旋形试样长度比普通灰铸铁要长（见图14-11）。
图14-11 球墨铸铁与灰铸铁流动性与碳当量的关系
1、2—球墨铸铁；3—灰铸铁
改变铁液温度对流动性影响很大，特别是在浇注温度较低 （低于液相线温度）时，由于析出固相，会使流动性明显降低。数据显示，在浇注温度为1338℃时，球墨铸铁[成分为w（C）=3．62%，w（Si）=1．91%，w（Mn）=0．27%，w（P）=0．064%，w（S）=0．027%，w（Cu）=0．4%，w（Mg）=0．05%，w（RE）=0．043%]的螺旋试样长度为980mm；把浇注温度降至1296℃时，螺旋试样长度为660mm；再把浇注温度降至1280℃，则螺旋试样长度降至410mm。
提高浇注温度，可使球墨铸铁的表面张力降低，这与相伴随的镁元素的蒸发和石墨形状的改变有关。铁液长期保温，也会使表面张力降低。
非金属夹杂物对流动性有重要影响，特别是氧化物和硫化物 （FeO、MnO、SiO2、Al2O3、MnS等），它们经常存在于铁液中，并且其熔点很高。因此，随着这些非金属夹杂物的增多，铁液的流动性会越来越差，以致最后丧失流动性。当铁液经镁处理变成球墨铸铁后，其中发生了还原反应和脱硫反应，致使非金属夹杂物数量减少致使流动性改善（见表14-20）。
表14-20 球墨铸铁的流动性及其与灰铸铁的比较
基于上述，球墨铸铁的流动性比灰铸铁高的主要原因是：
（1）球墨铸铁的碳、硅含量较高，其碳当量接近共晶成分，而共晶成分的铁液流动性最好。
（2）球墨铸铁经镁处理后，发生了脱氧、去硫、排气和排除非金属夹杂物的过程，使铁液得到净化，故流动性得到提高。
（3）球墨铸铁的共晶凝固温度较低，因此，在相同浇注温度下，其流动性较好。
（二） 收缩倾向
球墨铸铁呈糊状凝固，因此，在凝固初始的一段时间内，凝固层增长较慢。由此，因析出石墨引起的体积膨胀向铸型壁传递，表现为凝固膨胀压力较大。湿型时，此压力达0．29～0．69MPa；刚性铸型时，此压力为4．0～4．9MPa。因此，球墨铸铁的凝固膨胀量大于灰铸铁 （见图14-12），这会影响铸件最后形成缩孔，缩松缺陷。
球墨铸铁的自由线收缩及其与灰铸铁、铸钢的比较示于表14-21和图14-13。各种材质的线收缩大小，将会影响铸件最终的尺寸。另外，收缩前膨胀量过大，也会使浇注的液态金属量加大，因而使需要的补缩量加大，也会在一定程度上影响缩孔，缩松缺陷。
图14-12 球墨铸铁共晶度对凝固膨胀量的影响及其与灰铸铁的比较
1—球墨铸铁；2—灰铸铁
由图14-13表明，普通灰铸铁和孕育后球墨铸铁的线收缩曲线均由四部分组成：
（1）收缩前膨胀。即共晶凝固膨胀，是因析出石墨引起的。灰铸铁的收缩前膨胀只有0～0．3%，而经孕育后的球墨铸铁的收缩前膨胀量可达0．94%，比灰铸铁大得多。未经孕育的球墨铸铁在共晶凝固时，只有少量石墨析出，因而其收缩前膨胀量最多只有0．025%；碳钢在凝固过程中没有石墨析出，则没有收缩前膨胀。
表14-21 球墨铸铁的自由线收缩及其与灰铸铁、 铸钢的比较单位：%
（2）共析转变膨胀。纯铁γ→α转变引起体积膨胀，体积增加0．8%，线膨胀量达0．27%。对于普通灰铸铁，在析出较多铁素体的情况下，由此可析出石墨（最多可达0．4%的石墨），故它的共析线膨胀量最高可达0．24%。但是，球墨铸铁与灰铸铁相比，共析膨胀量大约只有0．03%。
（3）珠光体前收缩。因温度下降引起金属基体收缩，此时碳钢为1．06%～1．47%，未经孕育处理的球墨铸铁为0．7%～1．35%，经孕育处理的球墨铸铁为0．3%～0．6%；普通灰铸铁的珠光体前收缩为0%～0．4%。由此表明，在此范围石墨析出量对收缩量影响甚大。
（4）珠光体后收缩。珠光体后收缩发生在共析转变温度以下。此时，温度下降引起金属基体收缩。表14-21中几种金属材料的基体大致相近，故它们的珠光体后收缩大致相同，约为1%。
表14-21中各种金属材料的总线收缩量取决于各阶段收缩和膨胀量的总和。由此表明，球墨铸铁的总的线收缩量是最低的，这不会影响铸件最后是否形成缩孔或缩松缺陷。但是，球墨铸铁的共晶凝固膨胀量却是最大的。因此，在工艺措施不当的情况下，它的收缩倾向将是最大的，从而导致在铸件中出现缩孔与缩松。如果在工艺措施得当 （采用刚性大的铸型），则它的受阻收缩量将是最小，甚至不采用冒口，也可得到健全的球墨铸铁件。
图14-13 自由线收缩曲线
（正值为收缩，负值为膨胀）
1—孕育后球墨铸铁；2—灰铸铁；3—未孕育球墨铸铁；4—碳钢
（三） 裂纹倾向
球墨铸铁的铸造应力是灰铸铁的2～3倍，与铸钢相近。在一定条件下分别测得的铸造应力为：球墨铸铁39．2～108MPa，灰铸铁19．6～49MPa，铸钢49～108MPa。因此，球墨铸铁比灰铸铁具有更大的裂纹倾向。
在铸件中产生的应力，可由式（14-5）表征：
式 （14-5）表明，铸造应力σ与材质的弹性模量E0、铸件内的温度差Δt及材质的线膨胀系数α三者的乘积成正比关系。
普通灰铸铁的弹性模量在75000～110000MPa，球墨铸铁的弹性模量在170000～186000MPa，由此造成的应力将比灰铸铁大。
灰铸铁的导热能力比球墨铸铁的要大。灰铸铁的热导率为球墨铸铁 （在100℃时相比）的要大20%～30%。由此，在相同的冷却条件下，球墨铸铁的温差Δt比灰铸铁件要大20%～30%，因而导致的应力也相应增大。
基于上述，球墨铸铁具有较大的铸造应力，铸件可能因之扭曲、变形、出现裂纹，甚至完全断裂。为此，在生产球墨铸铁时，必须采取减少甚至消除铸造应力的措施。