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共晶转变过程中石墨的析出导致体积膨胀。内部液体未凝固前，表面不结壳，其形成坚硬外壳的时间远大于灰铸铁件；凝固过程中，铸件外部一直是一层软壳，石墨化膨胀时，膨胀力直接传至铸型，使铸型发生型壁运动，常使型壁外移导致铸件产生缩松。

当石墨化膨胀引起的体积增加不能抵消液体收缩+凝固收缩+铸型变形体积时，产生缩孔也就在所难免。所以，足够的铸型刚度及抗压强度是实现无冒口铸造的重要条件，有许多覆砂铁型铸造工艺实现无冒口铸造既是这一理论的证明。

根据球墨铸铁石墨化膨胀时具有自补缩的凝固特点，以及收缩量与膨胀量的不确定性和收缩速度的可变性，采用中小型铸件以补缩为主、充填为辅的设计原则。在铸件工艺设计中，往往需要根据铸件热节尺寸选用不同厚度的冷铁。热侧冒口的直径与高度是重要参数，过小铸件易产生缩孔、缩松缺陷，过大增加了接触热节，降低了工艺出品率，加大了生产成本。

不同的铸件在铸型中的冷却速度是不同的。不同的开箱时间将得到不同的基体组织。要在铸态下获得以铁素体基体为主的组织，除铸型要有足够的吃砂量外，铸件在铸型中要有足够的保温和缓冷时间，至少要使铸件在型内冷却到650℃以下方可开箱取出。