所谓球化元素是指那些可以促进石墨球状化、使石墨球生成或增加的元素。球化元素一般有以下一同性质：

(1)元素外电子层上有一个或两个价电子，次内层有8个电子。这种电子结构使元素与硫、氧和碳有较强的亲和力，反映产品安稳，能明显减少贴水中的硫和氧。

(2)元素在铁水中溶解度低，凝聚进程中有明显偏析倾向。

(3)虽然和碳有必定亲和力，但在石墨晶格内溶解度低。依据以上特点，Mg,Ce,Y,Ca属于有用球化元素。一是在铁水中蒸气压力高，使铁水佛腾。镁的原子量和密度比铁水小，熔点650度，沸点1108度，在铁水的处理温度下，镁产生的蒸气压力很高(逾越1Mpa).镁的熔解热为21J/g,蒸发潜热为406J/g。

因此，镁参与铁水时，要产生汽化，使铁水翻腾。二是与硫、氧有很强的亲和力。所生成的MgO和MgS熔点高，密度也远小于铁，容易与铁水分离，因此镁处理后的铁水，硫和羊的含量都很低；三是在铁水凝聚进程中有偏析于石墨的倾向，当其在铁水中的残留量逾越0.035%时，使末可以球化，但当镁残留量逾越0.07%时，一部分镁偏析于晶界，并于晶界中的碳、磷等产生放热反应，生成MgC2、Mg2C3、Mg3P2等。残留镁量更多时，晶间碳化物增多。

稀土族元素对石墨球化有明显效果的是轻稀土元素中的铈和重稀土中的钇。一是稀土元素的沸点均比镁高，参与铁水中时，不会引起铁水的翻腾和喷溅；二是铈和钇基稀土元素有比镁更强的脱硫脱氧才干，生成的硫化稀土、氧化稀土等化合物熔点高、安稳性好；三是，稀土元素与铁水中的球化搅扰元素也能构成安稳的化合物，因此含稀土的球化剂比镁球化剂的抗搅扰才干强。稀土元素残留量对石墨球化有明显的影响。轻稀土处理过共晶铁水，当残留铈含量0.04%时，石墨可以球化，并且很安稳；处理亚共晶铁水时，轻稀土参与量要增加。轻稀土处理得球铁，石墨圆整度比镁处理得球铁要差，并呈现碎块状石墨；别的轻稀土处理得球铁白口倾向大，因此需求控制其参与量。重稀土钇自身熔点高，其脱氧除硫产生的氧化物、硫化物在高温下比较安稳，因此其抗球化衰退才干很强。1400度的铁水保温1小时，球化率下降不逾越10%，含硫0.06%的铁水，用钇基重稀土合金处理后，能得到完好的球状石墨。铁水中残留钇0.10—0.15%，石墨球化出色；低于此极限，随钇量减少一次呈现不规则石墨和蠕虫状石墨；残留钇逾越0.15而低于0.30%时，白口倾向逐步增大，石墨圆整度变差，并在更高残留量时呈现YTe4。

Ca：钙在铁水中的溶解度很低，它对金相组织的影响是通过与氧和硫的结合而间接完成的。与镁比较，钙与硫、氧的亲和力更强，可以有用的脱硫除氧。钙残留量很低时，石墨分枝倾向增加，残留量较多时，但是使石墨尺度减小，分枝倾向下降。钙残留量抵达0.2%时，白口倾向明显加大。