球化不良是指球化處理沒有達到預期的球化效果。球化不良的金相組織為：集中分佈的厚片狀石墨和少量球狀、團狀石墨；有時還有水草狀石墨。隨著球化不良的程度的加劇，集中分佈的厚片狀石墨的數量逐漸增多、面積增大，球化不良將使球墨鑄鐵的力學效能達不到響應牌號要求的指標。關於球化不良產生的原因極其防止措施分述如下：

1、原鐵液含硫高硫是主要反球化元素，含硫高會嚴重影響球化，一般原鐵液的硫的質量分數要小於等於0.06%。為保證球化，當原鐵液含硫量偏高時，必須響應地提高球化劑的加入量，含硫量越高，則球化劑的消耗量也越多。

2、球化元素殘留量低為使石墨球化良好，球鐵中必須含有一定量的殘餘鎂和稀土，在中國現今生產條件下，殘餘鎂量的質量分數不得小於0.03%，殘餘稀土量的質量分數不得小於0.02%。

3、鐵液氧化原材料中鐵鏽、汙染以及鐵液在熔化與過熱中的氧化，導致鐵液中的FeO含量增多，因而在球化過程中要消耗更多的鎂，致使殘餘鎂量過低。

4、爐料含有反球化元素當反球化元素超出允許範圍時，就會影響球化效果，要注意廢鋼中可能含有鈦，還要注意電鍍材料、鋁銷、鉛系塗料進入沖天爐。稀土有中和反球化元素的能力，根據中國原生鐵中含有較多的反球化元素的情況，中國球鐵中的殘餘稀土量比國外的要多。

5、孕育效果差由於孕育效果差，或者孕育衰退，均會造成石墨球數量少，使得石墨球不圓整。

6、型砂水分高、含硫量高由於介面反應，鐵液中的鎂與鑄型表面中的氧、硫發生作用，致使鑄件表面的殘餘鎂量不足，形成一薄層的片狀石墨。解決的措施就是提高殘餘鎂量，減少型砂含水量，型砂硫的質量分數應小於0.1%，或採用能獲得還原性氣氛的塗料。在使用含硫硬化劑的樹脂砂鑄型中，可採用含有MgO、CaO的塗料。