灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁，因断裂时断口呈暗灰色，故称为灰铸铁。主要成分是铁、碳、硅、锰、硫、磷，是应用最广的铸铁，其产量占铸铁总产量80%以上。
根据石墨的形态，灰铸铁可分为:普通灰铸铁，石墨呈片状;球墨铸铁，石墨呈球状;可锻铸铁，石墨成团絮状;蠕墨铸铁，石墨呈蠕虫状。
灰铸铁碳量较高(为2.7%~4.0%)，可看成是碳钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同灰铸铁分为三类:铁素体基体灰铸铁;珠光体一铁素体基体灰铸铁;珠光体基体灰铸铁。灰铸铁
铁素体灰铸铁是在铁素体的基体上分布着多而粗大的石墨片，其强度、硬度差，很少应用;
珠光体灰铸铁是在珠光体的基体上分布着均匀、细小的石墨片，其强度、硬度相对较高，常用于制造床身、机体等重要件;
珠光体-铁素体灰铸铁是在珠光体和铁素体混合的基体上，分布着较为粗大的石墨片，此种铸铁的强度、硬度尽管比前者低，但仍可满足一般机体要求，其铸造性、减震性均佳，且便于熔炼，是应用最广的灰铸铁。
灰铸铁显微组织的不同，实质上是碳在铸铁中存在形式的不同。灰铸铁中的碳有化合碳(Fe3C)和石墨碳所组成。化合碳为0.8%时，属珠光体灰铸铁;化合碳小于0.8%时，属珠光体-铁素体灰铸铁;全部碳都以石墨状态存在时，则为铁素体灰铸铁。
灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重，在石墨尖角处易造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢，但抗压强度与钢相当，也是常用铸铁件中力学性能最差的铸铁。同时，基体组织对灰铸铁的力学性能也有一定的影响，铁素体基体灰铸铁的石墨片粗大，强度和硬度最低，故应用较少;珠光体基体灰铸铁的石墨片细小，有较高的强度和硬度，主要用来制造较重要铸件;铁素体一珠光体基体灰铸铁的石墨片较珠光体灰铸铁稍粗大，性能不如珠光体灰铸铁。故工业上较多使用的是珠光体基体的灰铸铁。
灰铸铁的热处理后只能改变基体组织，不能改变石墨的形态，因而不可能明显提高灰铸铁件的力学性能。灰铸铁的热处理主要用于消除铸件内应力和白口组织，稳定尺寸，改善切削加工性能，提高表面硬度和耐磨性等。
灰铸铁铸件消除内应力退火
用以消除铸件在凝固过程中因冷却不均匀而产生的铸造应力，防止铸件产生变形和裂纹。其工艺是将铸件加热到 500~600℃，保温一段时间后随炉缓冷至150~200℃以下出炉空冷，有时把铸件在自然环境下放置很长一段时间，使铸件内应力得到松弛，这种方法叫"自然时效"，大型灰铸铁件可以采用此法来消除铸造应力。
石墨化退火
以消除白口组织，降低硬度，改善切削加工性能。方法是将铸件加热到850~900℃，保温 2~5小时，然后随炉缓冷至400~500℃，再出炉空冷，使渗碳体在保温和缓冷过程中分解而形成石墨。
表面淬火
提高表面硬度和延长使用寿命。如对于机床导轨表面和内燃机汽缸套内壁等灰铸铁件的工作表面，需要有较高的硬度和耐磨损性能，可以采用表面淬火的方法。常用的方法有高(中)频感应加热表面淬火和接触电阻加热表面淬火。
按GB/T 9439-1988规定，根据直径30mm单铸试棒的抗拉强度，将灰铸铁分为六个牌号。灰铸铁的牌号是由"HT"("灰铁"两字汉语拼音字首)和最小抗拉强度σb 值(用φ30mm试棒的搞拉强度)表示。例如牌号HT250表示φ30mm试棒的最小抗拉强度值为250MPa的灰铸铁。设计铸件时，应根据铸件受力处的主要壁厚或平均壁厚选择铸铁牌号。
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铸铁类别 |
牌号 |
铸件壁厚/mm |
力学性能 |
应用 |
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σb/MPa≥ |
HBS |
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铁素体 灰铸铁 |
HT100 |
2.5~10 |
130 |
10~166 |
适用于载荷小、对摩擦和磨损无特殊要求的不重要铸件，如防护罩、盖、油盘、手轮、支架、底板、重锤、小手柄等 |
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10~20 |
100 |
93~140 |
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20~30 |
90 |
87~131 |
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30~50 |
80 |
82~122 |
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铁素体-珠光体 灰铸铁 |
HT150 |
2.5~10 |
175 |
137~205 |
承受中等载荷的铸件，如机座、支架、箱体、刀架、床身、轴承座、工作台、带轮、端盖、泵体、阀体、管路、飞轮、电机座等 |
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10~20 |
145 |
119~179 |
|||
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20~30 |
130 |
110~166 |
|||
|
30~50 |
120 |
105~157 |
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珠光体 灰铸铁 |
HT200 |
2.5~10 |
220 |
157~236 |
承受较大载荷和要求一定的气密性或耐蚀性等较重要铸件，如汽缸、齿轮、机座、飞轮、床身、气缸体、气缸套、活塞、齿轮箱、刹车轮、联轴器盘、中等压力阀体等 |
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10~20 |
195 |
148~222 |
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20~30 |
170 |
134~200 |
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30~50 |
160 |
129~192 |
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HT250 |
4.0~10 |
270 |
175~262 |
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|
10~20 |
240 |
164~247 |
|||
|
20~30 |
220 |
157~236 |
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|
30~50 |
200 |
150~225 |
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孕育铸铁 |
HT300 |
10~20 |
290 |
182~272 |
承受高载荷、耐磨和高气密性重要铸件，如重型机床、剪床、压力机、自动车床的床身、机座、机架，高压液压件，活塞环，受力较大的齿轮、凸轮、衬套，大型发动机的曲轴、气缸体、缸套、气缸盖等 |
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20~30 |
250 |
168~251 |
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30~50 |
230 |
161~241 |
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HT350 |
10~20 |
340 |
199~298 |
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20~30 |
290 |
182~272 |
|||
|
30~50 |
260 |
171~257 |
|||
