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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 ，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。
其他性能
灰铸铁具有良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性。
热处理
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。
内应力退火
用以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铸造应力。
石墨化退火
以白口组织，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铸铁类别

“Q”表示球墨铸铁，其余字母为合金元素符号，数字表示合金元素的平均含量，取整数值。高铝耐热铸铁铸铁中加入铝，可使铸件表层形成一层比SiO2更加致密的Al2O3保护膜，具有更高的抗氧化性和抗生长能力，因此有较高的耐热性。常用的高铝耐热铸铁主要有两种：含铝在8%以下(一般在5.5～7.0%)，其组织为含铝的铁索体和不均匀分布的石墨，常用于制造在700℃以下工作的零件，含铝在20～24%的高铝耐热铸铁。
需要具有一定的耐热性，如加热板，炉栅，铸铁坩埚，钢锭模等。这些铸件不但要有一定的高温强度，而且还应有一定的抗氧化性和抗长大能力。为了满足铸件长期在高温下工作的要求，提高抗氧化能力和抗生长能力，在铸铁中应加入一定数量的合金元素。根据加入元素不同，耐热铸铁分为中硅耐热铸铁，高铝耐热铸铁和含铬耐热铸铁。中硅耐热铸铁这是一种常用的耐热铸铁。硅加入铸铁中能在铸件表面形成一层完整而致密的SiO2保护膜。耐热铸铁有些零件在高温条件下工作使铸铁在高温下工作具有很好的抗氧化牲和抗生长能力。中硅耐热铸铁可稳定在850℃左右工作。下表耐热铸铁牌号中“RT”表示耐热铸铁其组织为含铝铁素体和少量石墨铝6～8%的耐热铸铁可以稳定在1000~1100℃工作。
但超过18%以后则耐腐蚀性不再明显提高，且脆性增加。故高硅耐蚀铸铁含硅量一般在14~18%范围内。高硅耐蚀铸铁由于形成了坚固致密的SiO2保护膜，在含氧酸(如硫酸，等)中具有良好的耐蚀性，但在和碱液(如NaOH)中，由于SiO2膜被破坏，引起腐蚀加剧。所以高硅耐蚀铸铁多用于制造化工用的耐酸泵体，管件等。含铝耐蚀铸铁铝加入铸铁中也能形成氧化保护膜，因此含铝耐蚀铸铁可在氧化气氛中工作，也可作为耐碱铸铁。