Żeliwa są to stopy zawierające na ogół 2% węgla. Żeliwa otrzymuje się przez przetopienie surówek w piecach-żeliwiakach. Jako wsad do żeliwiaka stosuje się surówki odlewnicze, koks, złom żeliwny, złom stalowy i topniki, jak wapniak lub dolomit. Żeliwa otrzymywane drogą odlewniczą można ogólnie podzielić na kilka gatunków, które różnią się postacią jaką występuje w nich węgiel. Żeliwo białe jest to Żeliwo w, którym cały węgiel występuje w połączeniu z żelazem w postaci cementytu-Fe3C. Żeliwo szare jest to żeliwo w, którym cały węgiel, lub prawie cały występuje w postaci wolnej-grafitu. Żeliwo połowiczne jest to żeliwo, w którym węgiel występuje zarówno w postaci grafitu jak i cementytu.
Przemiana eutektyczna-zachodzi w temperaturze 1148 stopni C w jej wyniku z roztworu ciekłego o zawartości 4,30%C powstaje drobnoziarnista mieszanina austenitu oraz cementytu.
Żeliwa kwasoodporne znajdują duże zastosowanie zwłaszcza w przemyśle chemicznym. Zawierają one głównie 13-18% I, ok. 1% C i niekiedy dodatek miedzi polepszającej odporność. W zależności od zawartości dodatków stopowych rozróżnia się żeliwa wysokokrzemowe, niklowo-chromowe i niklowo-chromowo-aluminiowe. W celu zwiększenia odporności na działanie stężonego kwasu solnego dodaje się 3-4% Mo. Struktury tych żeliw są. rożne: od ferrytycznej przez perlityczną, ledeburytyczną, martenzytyczną do austenitycznej .
Żeliwo wysokokrzemowe o strukturze ledeburytycznej jest na ogół materiałem kruchym o małej wytrzymałości oraz ma duży skurcz, wynoszący ponad 2%. Z tych względów wykonywanie odlewów jest uciążliwe i wymaga odpowiednich zabiegów. Trudność sprawia także obróbka skrawaniem odlewów z żeliwa wysokokrzemowego, czemu można zaradzić przez odpowiednie zaprojektowanie odlewu. Łączenie odbywa się za pomocą kołnierzy kształtu stożkowego, przy czym otwory uzyskuje się: przez formowanie. Żeliwo o specjalnych własnościach fizycznych jest stosowane np. na oporniki elektryczne (żeliwo z dodatkiem krzemu w ilości ok. 10%), na części wykazujące paramagnetyczne własności (żeliwo o strukturze austenitycznej, co uzyskuje się przez dodatek niklu oraz manganu); jest znane żeliwo paramagnetyczne "nomag" o zawartości ak. 9% Ni i 6% Mn oraz żeliwo manganowe o zawartości 7=12,5% Mn.
Ponadto duże znaczenie zyskują stopowe żeliwa warstwowe. Żeliwa te charakteryzują się zmiennymi własnościami mechanicznymi na przekroju odlewu, zwłaszcza zmianami twardości oraz dobrą odpornością na ścieranie, co jest istotne np. przy walcach, łożyskach obrabiarek. Odrębną grupę żeliw stanowią żeliwa przerabiane plastycznie, otrzymywane przez zastosowanie odrębnej technologii wytwarzania; dzielą się one na żeliwa białe i szare.
Modyfikowania polega na wprowadzeniu do ciekłego żeliwa w temperaturze powyżej 1400°C tzw. modyfikatora w postaci sproszkowanego żelazokrzemu, wapriakrzemu lub aluminium w ilości 0,1-=0,5% masy metalu. Działanie modyfikatora powoduje odgazowanie oraz wytworzenie submikroskopowych tlenków, działających następnie jako ośrodki krystalizacji grafitu. W wyniku tego procesu węgiel wydziela się w postaci drobnych płytek grafitu bez wzglądu na grubość ścianki odlewu, a powstałe żeliwo po skrzepnięciu ma szary przełom. Najkorzystniejsza struktur~ żeliwa modyfikowanego jest osnowa perlityczna z równomiernie rozłożonymi drobnymi piątkami grafitu; jej wytrzymałość wynosi ~ponad 390 MPa.
żeliwo sferoidalne ma doskonale własności zarówno wytrzymałościowe, jak i plastyczne z możliwości~ dalszego ich polepszenia przez zastosowanie obrobki cieplnej. Materiałem wyjściowym do otrzymania żeliwa sferoidalnego jest żeliwo skłonne do zakrzepnięcia jako szare, lecz o bardzo malej zawartosci zanieczyszczeń, tj. siarki i fosforu. Otrzymany w wyniku modyfikowania grafit kulisty: sprzyjający osłabieniu naprezen, ~jakby omijających ten kształt. Podobne efekty otrzymywano ,przez wprowadzenie do ciekłego żeliwa niewielkiej ilości ceru, a obecnie, w celu zmniejszenia kosztów, niewielkiej ilości magnezu (stop magnezu z niklem lub magnezu z .miedzi~); uzyskano dala zmniejszenie zawartości zanieczyszczeni, co inicjuje krystalizacja~ grafitu o postaci sferoidalnej. Dalszy proces modyfikowania sprzyja rozdrobnieniu sferoidów grafitu. Struktura żeliwa sferoidalnego składa się z osnowy ferrytycznej, ferrytyczna perlitycznej lub perlitycznej z równomiernie rozmieszczonymi sferoidytami grafitu; niekiedy kulkowy grafit jest otoczony ziarenkami ferrytu. żeliwo sferoidalne wykazuje wysokie własności wytrzymalosciowe i plastyczne, co praktycznie pozwala na zmniejszenie masy odlewu. .żeliwo sferoidalne ma mniejsza zdolność tłumienia drgań niz. żeliwo zwykle. Po obróbce cieplnej żeliwo sferoidalne wykazuje przy próbie rozciągania wydłużenie do ok. 20%.
Żeliwo ciagliwe. Od wielu lat jest ono stosowane do wyrobu czesci maszyn w wielu przemysłach, jak np. gorniczych, samochodowym, rolniczym i transportowym. Zalet~ żeliwa ciągliwego jest łatwość odlewania czci nawet o znacznie skomplikowanych kształtach, dobre własności wytrzymałościowe i plastyczne, łatwa obrabialncsc skrawaniem, dobre zachowanie sie przy uderzeniach, a takie odporność na korozje. Za wadę uznać należy trudności przy spawaniu. Żeliwo ciągliwe otrzymuje się z żeliwa białego przez długotrwale wyżarzanie w wysokiej temperaturze. w czasie wyżarzania zachodzi rozpad cementytu na żelazo i węgiel, wydzielający się jako grafit (w postaci węzłów) i określany nazwa wagia1 żarzenia.
Zależnie od atmosfery i sposobu wyżarzania rozróżnia sie trzy zasadnicze rodzaje żeliwa ciągliwego: - białe żeliwo ciągliwe, zwane żeliwem ciągliwym o białym rdzeniu, otrzymane przez wyżarzanie w atmosferze utleniającej - lego struktura jest czysto ferrytyczna, gdyż węgiel został usuniety w czasie procesu wyżarzania,- czarne żeliwo ciągliwe, zwane żeliwem ciągliwym o czarnym rdzeniu, uzyskane przez wyżarzanie w atmosferze obojętnej (fot. o.2i) - jego struktura jest ferrytyczna z weglem żarzenia,- perlityczne żeliwo ciągliwe, otrzymane przez wyżarzanie w atmosferze obojętnej w czasie tak; ~dobranym, ażeby w osnowie pozostać perlit z węglem żarzenia.