低碳球铁是一种新型工程材料,不经过热处理而直接析出细小圆整的石墨,从而使含碳量在1.2%².0%的铁碳合金得到了开发利用。近年来,关于低碳球铁的应用研究取得了较大的进展;基础理论研究尤其是从电子结构层次对低碳球铁过冷液体结构及其对凝固过程的影响、凝固过程与石墨形核机制的研究较少。基于EET理论及其在液态金属研究中的应用,参照液态金属熔体结构及其与固态结构之间遗传性的研究成果和液态金属形核长大的热力学与动力学理论,本文开展了低碳球铁熔体结构、凝固过程及石墨化机制的研究。主要结论如下:1.计算分析了石墨、奥氏体、渗碳体的价电子结构,根据液态金属熔体结构与固体结构之间的遗传性,分析了低碳球铁合金熔体结构的偏聚原子集团的价电子结构,用结构形成因子S研究了低碳球铁的凝固过程及其石墨化微观机制。2.低碳球铁熔体在液相线附近具有微观不均匀性,主要形成类似面心结构的Fe-C、Fe-C-M与平面层状结构的C-C短程有序原子集团,原子集团的类型、数量、尺寸与温度高低有关。3.结合液态金属形核理论,提出了低碳球铁石墨异质形核的热力学条件:G_液-F_G>G_液-F_异质, E_G⁰⁰⁰¹> E_异质¹¹¹,即形核异质质点的体键合能F_异质要远小于石墨的体键合能FG,而面键合能E_异质¹¹¹要远小于石墨的面键合能E_G⁰⁰⁰¹。热力学条件决定了低碳球铁过冷液体中首先应该出现CaS与MnS晶坯。4.结合现代普遍使用的大角晶界重合点阵模型提出了低碳球铁石墨异质形核的结构条件:石墨晶体结构与其附着的异质质点晶体结构应具有一定的点阵重合度。5.石墨与CaS、MnS具备了构造重合点阵的条件。CaS、MnS晶体外表面（111）面为石墨附着结晶提供了结构条件,即在（0001）_G/（111）_CaS、（0001）_G/（111）_MnS界面上存在重合点阵,重合点阵的错配度较小。