مکانیزم کروی شدن گرافیت ها طبق نظریه های مختلفی تشریح شده است،ولی در این میان نظریه ای که در اینجا شرح داده شده است بیشترین تطابق را با شرایط واقعی دارد و حتی به نوشته استیفن کارسی این نظریه توسط پژوهش گران ژاپنی به اثبات رسیده است.
این نظریه بر این پایه استوار است که گرافیت بایستی پیرامون مرز های مشخص،رسوب کند در واقع این مرز ها در اثر بوجود امدن حباب های گازی منواکسید کربن تشکیل می شوند و در صورت نبود چنین مرزهای،کاربید تشکیل خواهد شد.منشا تولید گاز منواکسید کربن درمذاب واکنش زیر می باشد:
Sio2+2C--------->Si+2Co
مراحل کروی شدن گرافیت در چدن های داکتیل به شرح زیر می باشد:
ابتدا باید توجه داشت که افزودن مواد جوانه زا به مذاب موجب به وجود امدن مناطق مناسبی جهت تشکیل هسته ها می گردد،با نزدیک شدن به دمای انجماد اکسیژن موجود در مذاب با سیلیسیم ترکیب شده ) را به وجود می اورد که این ترکیب به صورت ذرات ریز ومتعدد بر روی هسته ها رسوب می Sio2(
کند. لازم به ذکر است که به محض تشکیل ذرات سیلیس تعادل ذرات کربن و سیلیسیم و اکسیژن بهم خورده و واکنش زیر انجام می شود.
Sio2+2C ---------> Si+2Co
گاز منواکسید کربن به وجود امده حباب های را در داخل مذاب به وجود می اورد که سطح این حباب ها محل های مناسب رسوب گرافت ها می باشد،با مکانیزم نفوز گرافیت ها وارد حباب ها شده و شروع به رشد می کنند.نکته مهم این است که در اینجا رشد کریستال های گرافیت بصورت افقی نبوده و به صورت عمود بر مرزهای حباب منواکسید کربن خواهد بود.نفوز و رشد گرافیت تا زمانی که حباب کاملا از گرافیت پر شود ادامه خواهد داشت،در خاتمه با پر شدن حباب از گرافیت حباب از بین رفته و به این ترتیب گرافیت کروی به وجود خواهد امد.
در شکل زیر مراحل تشکیل گرافیت کروی امده است:ریز ساختار چدن داکتیل شامل گرافیت های کروی در یک زمینه فلزی می باشد،وجود گرافیت های کروی موجب افزایش مقاومت به ضربه و چقرمگی چدن داکتیل نسبت به چدن خاکستری می شود.
عمل کروی کردن توسط افزودن مقادیر کم و محاسبه شدهای از عناصری مانند:سریم،منیزیم،کلسیم،سدیم،لیتیم و پتاسیم درست قبل از ریختن مذاب درون قالب انجام می گیرد.
البته معمول ترین عنصری که برای کروی کردن گرافیت ها استفاده می شود،منیزیم است،زیرا از نظر فراوانی و قیمت مناسب و دسترسی به ان راحت تر است.(منیزیم یصورت امیژان همراه با عناصر دیگر و یا در برخی مواقع بصورت خالص به مذاب افزوده می شود.)
نکته قابل ملاحظه در رابطه با چدن داکتیل این است که،گرافیت کروی در این چدن ها تحت مادون انجماد بیشتری نسبت به گرافیت های ورقه ای در چدن خاکستری و بطور مستقیم از مذاب بوجود می ایند. برای جلو گری از بوجود امدن کاربید در مقاطع نازک می توان عمل تلقیح و جوانه زائی بوسیله سریم را در انها انجام داد.
امام علی(ع) فرمودند :