自从发现铈等稀土元素可使铸铁中的石墨球化后，球墨铸铁得到了迅猛发展。我国是一个稀土资源丰富的国家，发展能够充分发挥我国稀土资源优势的球墨铸铁具有重要战略意义。
在球墨铸铁必须添加的合金元素中，锰起着重要作用。锰能有效地提高球铁淬透性，其作用仅次于钼，而且价格低廉。锰是扩大γ区元素，可降低过冷奥氏体的分解速度，提高奥氏体稳定性，使C曲线右移，使珠光体相变区与贝氏体相变区分离，还能使上贝氏体与下贝氏体相变区明显分开，并显著降低Ms点。但锰是很容易产生偏析的元素。电子探针分析表明，在共晶团晶界部位，Mn的浓度远高于其心部，造成等温淬火后，极易在晶界形成网状白亮区。这种网状白亮区的存在造成材料韧性大幅度降低。所以一般要求Mn含量控制在0.5%以下，有的甚至要求低于0.3%。这样，一方面要求严格控制原料生铁，而我国只有像本溪等少数低Mn铁矿才生产低Mn铸造生铁，这对球墨铸铁的推广形成严重限制；另一方面，这也阻碍了锰的有利作用的发挥。
如何消除锰的偏析和减少白亮区问题呢？根据目前已有的研究成果，有以下一些方法：
（1）加铋对铁水作孕育处理。铋和稀土合金中的铈能生成高熔点(约1520℃)的CeBi，其(111)晶面的点阵常数为0.4435nm，和石墨(0001)晶面的晶格常数0.426nm的差小于5%，故可作为有效的石墨晶核。此外，铋是表面活性物质，吸附在石墨-铁水界面，可降低界面张力，使临界晶核半径减小，增加晶核数量，使石墨球数增加，共晶团细化，因而使Mn的分布更均匀。电子探针分析证实，用铋孕育处理后，Mn的分布较以前均匀。但加铋过量反可会导致球化不良，球墨数量减少。铋的最佳用量为铁水质量的0.016%。
（2）适当提高Si的含量。Si是缩小奥氏体区的元素。Si含量的增加可降低碳在奥氏体中溶解度，降低奥氏体的稳定性，促进贝氏体转变。贝氏体转变量多，白亮区数量相应减少。但过分提高Si含量会使奥氏体减少，使韧性降低。
（3）适当降低奥氏体化温度。其作用也是使奥氏体中碳饱和度下降，以达到减少白亮区之效果。
（4）回火处理。这是最简单可行的措施。300℃回火后，白亮区几乎完全消失，白亮区中奥氏体可转变为回火贝氏体，马氏体变为回火马氏体，硬度稍有降低，强度几乎不变，而残余应力下降，故塑性、韧性增高。300~350℃回火4小时效果最佳。超过350℃，奥氏体分解析出K碳化物，则韧性明显下降。
经过上述改进，可以将球铁中Mn含量提高到0.8%。例如，成分为3.3%~3.7%C、2.6%~2.8%Si、0.7%~0.8%Mn、约0.8%Cu、<0.035%S、<0.07%P的球铁工件，铁水经硅铁和铋孕育处理，铸件在900℃/60分钟奥氏体化后，淬入300℃硝盐中等温60分钟。强度达到了1200MPa。(一员)


备注：数据仅供参考，不作为投资依据。