Các phần tử hình cầu thường có các đặc tính chung sau:
(1) Có một hoặc hai electron hóa trị ở lớp vỏ ngoài cùng của một nguyên tố và 8 electron ở lớp trong cùng. Cấu trúc điện tử này cho phép nguyên tố có ái lực mạnh với lưu huỳnh, oxy và carbon, phản ánh tính ổn định của sản phẩm và có thể làm giảm đáng kể lưu huỳnh và oxy khi giảm giá.
(2) Độ hòa tan của các nguyên tố trong sắt nóng chảy thấp và có xu hướng phân tách đáng kể trong quá trình hóa rắn.
(3) Mặc dù nó có ái lực nhất định với carbon nhưng độ hòa tan của nó trong mạng than chì thấp. Dựa trên các đặc điểm trên, Mg, Ce, Y và Ca là các nguyên tố tạo hình cầu hiệu quả.
Đầu tiên, áp suất hơi trong sắt nóng chảy cao làm cho sắt nóng chảy sủi bọt. Trọng lượng nguyên tử và mật độ của magiê nhỏ hơn sắt nóng chảy, có nhiệt độ nóng chảy là 650 độ và nhiệt độ sôi là 1108 độ. Ở nhiệt độ xử lý sắt nóng chảy, áp suất hơi do magie tạo ra rất cao (hơn 1Mpa). Nhiệt nóng chảy của magie là 21J/g và ẩn nhiệt bay hơi là 406J/g. Vì vậy, khi thêm magie vào sắt nóng chảy, nó sẽ bay hơi và khiến sắt nóng chảy bị khuấy trộn.
Thứ hai, nó có ái lực mạnh với lưu huỳnh và oxy. MgO và MgS sinh ra có nhiệt độ nóng chảy cao và mật độ nhỏ hơn nhiều so với sắt nên dễ dàng tách chúng ra khỏi sắt nóng chảy. Vì vậy, hàm lượng lưu huỳnh và cừu trong sắt nóng chảy sau khi xử lý bằng magiê rất thấp;
Thứ ba, có xu hướng phân tách thành than chì trong quá trình hóa rắn sắt nóng chảy. Khi lượng dư của nó trong sắt nóng chảy vượt quá {{0}},035%, bột có thể tạo thành hình cầu. Tuy nhiên, khi lượng magie dư vượt quá 0,07%, một phần magie sẽ phân tách ở ranh giới hạt. , và phản ứng tỏa nhiệt xảy ra với carbon, phốt pho, v.v. trong ranh giới hạt để tạo ra MgC2, Mg2C3, Mg3P2, v.v. Khi lượng magiê dư lớn hơn, cacbua giữa các hạt tăng lên.
