在铁碳合金中，碳的质量分数大于2．11%的合金称为铸铁。同时根据碳在铸铁中存在形式的不同，又可分为白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁。
白口铸铁中的碳（珠光体以外）以渗碳体的形式存在，断口呈白色。由于渗碳体的存在使白口铸铁非常硬脆，切削加工困难，工业上很少直接用它来制造机械零件。有时可以通过对成分和冷却条件的控制，获得表层为白口铸铁的冷硬铸铁，用于制造车轮、轧辊等表面要求耐磨的零件。
灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁中的碳（珠光体除外）以石墨的形式存在，断口呈灰色。灰铸铁的石墨的形态是片状石墨；可锻铸铁的石墨的形态是团絮状石墨；球墨铸铁的石墨的形态是球状石墨。
（1）铸铁的石墨化
铸铁的性能取决于铸铁的石墨化程度。如石墨化不充分，易产生白口组织；反之石墨量过多，则形成粗大片状石墨，导致铸铁的力学性能过低。影响铸铁石墨化的因素主要是化学成分和冷却速度。
1）化学成分
灰口铸铁除了含碳外，还有硅、锰、硫、磷，它们对石墨化形成有很大的影响。碳是形成石墨的元素，同时也是强烈促进石墨化的元素。含碳量越高，析多的石墨越多、越粗大，同时导致基体组织中铁素体增多，珠光体减少。
硅是强烈促进石墨化的元素。随着含硅量增多，石墨量增多。当含硅量小于0．5%时，即使很高的含碳量，也不能形成石墨，只能得到白口铸铁。硅还可提高铸铁的流动性、降低收缩率。
硫是严重阻碍石墨化的元素。它的存在使铸铁的白口倾向增大，同时它使铸铁流动性变差，并使铸铁具有热脆性，因而硫属于有害元素。
锰本身是阻碍石墨化的元素。但少量的锰可以与硫反应，生成MnS，大部分形成熔渣而排出，降低了硫的有害作用。锰还可以提高基体组织的力学性能，属有益元素。
磷对石墨化影响不显著。磷可提高铸铁流动性，但磷增加了铸铁的冷脆性，一般来说，磷也是有害元素。
2）冷却速度
铸铁的冷却速度越慢，越有利于碳原子析出和扩散，有利于石墨化的进行。生产中，铸件的冷却速度主要取决于铸型散热条件与壁厚。在同样的铸型条件下，铸件的壁厚越大，冷却速度越慢，容易形成铁素体基体和粗大的石墨片，而铸铁的力学性能较差。图1．5．3为砂型铸造时，铸件壁厚和碳、硅含量对铸铁组织的影响。
图1．5．3 铸铁壁厚和碳、硅质量分数对铸铁组织的影响
