球鐵的石墨分布很少以單一的形態出現在同一鑄件中。最常見出現的有球狀、團狀、團片狀和厚片狀4種基本形態。這些形態石墨的組合，可以產生錯綜復雜的情況。
1、球化級別為1～2級的QT450-10鑄態球鐵的機械性能
長期的生產實踐證明，稀土鎂球鐵，石墨普遍地不圓整，較少有75%以上的石墨都是球狀，即球化為1級的球鐵。我們生產的球鐵，石墨形態最好的，如圖1所示。球狀石墨占60%，其余為團狀，極小部分為團片狀、厚片狀。相當于JB1802-76稀土鎂球墨鑄鐵金相標準中球化1～2級之間的效果。當QT450-10鑄態球鐵的石墨具有圖1形態石墨大小在3級以內且基體組織正常(指珠光體數量＜30%，磷共晶數量＜1%)時，其機械性能試驗數據，見表1。即σb 500～600 MPa，δ518%～22％，aK≥50 J/cm2，HB170～200。
表1 球化級別為1～2級之間的QT450-10鑄態球鐵的機械性能
注：表中的爐號、前兩位數表示年份、后兩位數表示為年的爐號。F為鐵素體，P為珠光體。表中的機械性能、金相分析結果均是從單鑄楔形試塊中取樣，其它表格情況一樣。
2、球化級別為2級的QT450-10鑄態球鐵的機械性能
當鑄態球鐵的石墨形狀，如圖2所示。石墨以球狀(＜40%)，團狀(約50%)為主，有少量呈團片狀和厚片狀，球化級別為2級。石墨大小在3級以內。如果鑄態球鐵的基體組織正常，其機械性能試驗數據，見表2。即σb480～550 MPa，δ516%～20%，aK≥45 J/cm2，HB170～200。
表2 球化級別為2級的QT450-10鑄態球鐵的機械性能
3、球化級別為3級的QT450-10鑄態球鐵的機械性能
當鑄態球鐵的石墨形態，如圖3所示。石墨大部分為團狀(60%)，余為球狀及團片狀(＜25%)，有少量厚片狀石墨，球化級別為3級。如果鑄態球鐵的石墨大小在3級以內且基體組織正常。其機械性能試驗數據，見表3。即σb450～550 MPa，δ512%～16%，aK≥35 J/cm2，HB170～200。
圖3 石墨以團狀為主，球化3級 ×100表3 球化級別為3級的QT450-10鑄態球鐵的機械性能
4、球化級別為4級的QT450-10鑄態球鐵的機械性能
當鑄態球鐵的石墨形態，如圖4所示，石墨大部分呈團片狀，余為球狀、團狀及厚片狀，球化級別為4級。如果鑄態球鐵的石墨大小在3級以內且其基體組織正常，其機械性能試驗數據，見表4。即σb＞450 MPa,δ5為：10%～14%，aK＞30 J/cm2，HB170～200。
圖4 石墨以團片狀為主，球化4級 ×100表4 球化級別為4級的QT450-10鑄態球鐵的機械性能
5、石墨以厚片狀為主分布的QT450-10鑄態球鐵的機械性能
石墨呈厚片狀分布的情況有3種：即厚片狀石墨呈分散分布，聚集分布和混合分布。
如圖5所示，石墨大部分呈分散分布的厚片狀，余為球狀、團狀、團片狀，球化級別為5級。
圖5 石墨以厚片狀為主呈分散分布，球化5級 ×100
如圖6所示。幾條以上的厚片狀石墨叢生一處呈聚集分布，與少量球狀、團狀共存，有時也會出現團片狀石墨，即球化級別為6級。大量的試樣觀察發現，隨著厚片狀石墨聚集程度的增加，球狀石墨數量則逐漸減少，而球狀石墨外形都較為圓整。
圖6 石墨以厚片狀為主呈聚集分布，球化6級 ×100
①分散分布時，厚片狀石墨一般不在同一塊鐵素體上。聚集分布時，叢生的厚片狀石墨總是連在同一塊鐵素體上。
②分散分布，石墨呈短而粗的棒狀，聚集分布時石墨呈細小不光滑的蠕蟲狀。隨著聚集程度增加，彎曲程度增加。
如圖7所示，即厚片狀石墨既有分散分布，又有聚集分布，相當于球化5～6級之間。
圖7 石墨以厚片狀為主，呈混合分布，球化5～6級之間 ×100
當QT450-10鑄態球鐵的石墨以厚片狀為主時，其機械性能除硬度外，變化比較復雜。一般情況為：厚片狀石墨呈完全分散時，σb400～500 MPa，δ57%～11%，aK26～33 J/cm2。在生產檢驗中，出現這種情況，我們除了對試樣進行金相分析和性能試驗外，還需從零件本體上取樣進行金相分析和性能試驗。本體取樣分析當厚片狀石墨呈完全分散分布且性能試驗基本合格時，對于靜態零件如電機機殼等可考慮使用，但對于關健零件如轉軸支架等一般不采用。
當厚片狀石墨呈混合分布時，如果分散分布的厚片狀石墨比例大于70%，球鐵的機械性能與完全分散分布的相似，略有降低。當分散分布的比例小于70%時，球鐵的機械性能開始惡化。比例越低，球鐵的性能越差。當厚片狀石墨呈混合分布和聚集分布時，球鐵的機械性能一般很差。σb300～400 MPa，δ51%～6%，aK＜25 J/cm2。QT450-10鑄態球鐵的石墨主要呈厚片狀時，其機械性能實驗數據見表5。
表5 石墨為厚片狀的QT450-10鑄態球鐵的機械性能
以上為球化級別不同的QT450-10鑄態球鐵的機械性能試驗數據統計表(表1～表5)。 根據上面各表所統計的金相分析結果和機械性能試驗數據，QT450-10鑄態球鐵當其基體組織在珠光體含量＜30%，磷共晶含量＜1%的范圍內且石墨的大小在3級以內。具有不同球化級別(石墨形態)的QT450-10鑄態球鐵的機械性能可用圖8來表示。
圖8 QT450-10鑄態球鐵的球化級別——機械性能曲線
(1) 不同金相組織的QT450-10鑄態球鐵所對應的機械性能也不同。其中對球鐵機械性能影響最大的因素是其石墨的球化級別，如果QT450-10鑄態球鐵的基體組織在珠光體含量＜30%，磷共晶含量＜1%的范圍內，基體組織的變化對球鐵的機械性能影響不大。
(2) QT450-10鑄態球鐵在基體組織為珠光體含量＜30%，磷共晶＜1%，石墨大小在3級以內的條件下，當其石墨球化級別為1～4級時，球鐵的機械性能合格，滿足σb≥450 MPa，δ5≥10%，aK≥30 J/cm2，HB為160～200的要求，球化級別越高，機械性能越好。
(3) 當QT450-10鑄態球鐵的石墨主要呈厚片狀時其機械性能比較復雜，如果厚片狀石墨呈完全分散分布即石墨球化級別為5級，球鐵的機械性能接近要求。對于靜態零部件如電機機殼等在本體取樣分析確定石墨呈完全分散分布的前提下可考慮使用。如果厚片狀石墨70%以上呈分散分布，球鐵的機械性能略有下降。當厚片狀石墨呈混合分布和聚集分布，球鐵的機械性能很差。一般情況下，對于動態零件，當球鐵的石墨以厚片狀為主時，都應判為廢品。
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