铸铁是含碳量大于2.11%并含有较多硅、锰、硫、磷等元素的多元铁基合金。铸铁具有许多优良的性能及生产简便、成本低廉等优点，因而是应用最广泛的材料之一。例如，机床、床身、内燃机的气缸体、缸套、活塞环及轴瓦、曲轴等都是由铸铁制造的。
铸铁的石墨化过程
1.Fe-Fe3C 和 Fe-G （石墨）双重相图
碳在铸铁中的存在形式：铸铁中的碳除少量固溶于基体中外，主要以化合态的渗碳体Fe3C和游离态的石墨G两种形式存在。石墨是碳的单质态之一，其强度、硬度、塑性都几乎为零。渗碳体是亚稳定相，在一定条件下发生如下分解；形成游离态的石墨。
铁碳合金的双重相图：铁碳合金实际上存在两个相图，即Fe-Fe3C 和 Fe-G相图，这两个相图几乎重合，只是E、C、S点的成分和温度稍有变化。如下图所示，图中的虚线即为Fe-G系相图。根据条件不同，铁碳合金可全部或部分按其中一种相图结晶。
2.铸铁的石墨化过程
铸铁的石墨可以在结晶过程中直接析出，也可以由渗碳体加热时分解得到。铸铁中的碳原子析出形成石墨的过程称为石墨化。
铸铁的石墨化过程分为两个阶段：
第一阶段石墨化: 在P′S′K′线以上发生的石墨化，包括结晶时一次石墨、二次石墨、共晶石墨的析出和加热时一次渗碳体、二次渗碳体及共晶渗碳体的分解；
第二阶段石墨化：在P′S′K′线以下发生的石墨化，包括冷却时共析石墨的析出和加热时共析渗碳体的分解。
石墨化程度不同，所得到的铸铁类型和组织也不相同，如下表所示。本章所介绍的铸铁，即工业上主要使用的铸铁，是第一阶段石墨化完全进行的灰口铸铁。
3.影响石墨化的因素
研究表明，铸铁的化学成分和结晶时的冷却速度是影响石墨化的主要因素。
化学成份的影响
铸铁中的C、Si是促进石墨化的元素，C、Si含量过低，易出现白口组织，力学性能和铸造性能变差；C、Si含量过高，会使石墨数量多且粗大，基体内铁素体量增多，降低铸件性能。因此，铸铁中的C、Si含量一般控制在：2.5%-4.0%C； 1.0%-3.0%Si。
冷却速度的影响
冷却速度越慢，有利于碳原子的充分扩散，结晶越有利于按照Fe-G相图进行结晶和转变，因而促进石墨化，而快冷时由于过冷度大，结晶将按Fe-Fe3C相图进行，不利于石墨化。
铸铁的特点及分类
1.铸铁的组织特点
铸铁的组织是由基体和石墨组成的，基体组织有3种，即铁素体、珠光体和铁素体加珠光体，可见铸铁的基体组织是钢的组织，因此铸铁的组织实际上是在钢的基体上分布着不同性态的石墨的组织。
2.铸铁的力学性能特点
1）力学性能低
由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，破坏了基体的连续性，减少了有效承载截面，且易导致应力集中，因而其强度、塑性及韧性低于碳钢。
2）耐磨性能好
这是由于石墨本身有润滑作用。此外，石墨脱落后留下的空间还可以储油。
3）消振性能好
这是由于石墨可以吸收振动能量。
4）铸造性能好
这是由于铸铁中硅含量高且成份接近于共晶成分，因而流动性好，填充性好。
5）切削性能好
这是由于石墨的存在使车屑容易脆断，不粘刀。
3.铸铁的分类与牌号表示方法
铸铁是根据石墨的性态进行分类的。铸铁中石墨的形态有片状、团絮状、球状和蠕虫状4种，其所对应的铸铁分别为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。
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