Największe zastosowanie przemysłowe mają jak dotąd żeliwa szare. Grafit występuje tu w postaci nieregularnych płatków różnej wielkości, tworząc nieciągłości w osnowie metalicznej. Wytrzymałość grafitu w porównaniu z osnową można przyjąć za równą zeru, stąd też żeliwa szare odznaczają się niską wytrzymałością na rozciąganie i zginanie, przy dość dobrej wytrzymałości na ściskanie. Wytrzymałość zmęczeniowa żeliw szarych jest również niewielka ze względu na obecność wspomnianych karbów strukturalnych. Z tego też powodu żeliwa szare są również mało wrażliwe na działa-nie wad powierzchniowych. Główną zaletą żeliwa szarego są dobre własności odlewnicze: wysoka rzadkopłynność, mały skurcz odlewniczy (0,6 do 1,25%), dobre wypełnianie wnęki form itd. Inne zalety żeliwa szarego związane z obecnością grafitu w strukturze to dobre własności przeciwcierne, zdolność tłumienia drgań, dobra obrabialność. Dodatkową zaletą tych żeliw jest niska cena.
Żeliwa szare są powszechnie stosowanym materiałem konstrukcyjnym w przemyśle maszynowym, kolejowym, samochodowym (np. korpusy maszyn, płyty fundamentowe, pierścienie tłokowe, bębny hamulcowe, tuleje cylindrowe, armatura itd.).
Własności wytrzymałościowe żeliw szarych zależą przede wszystkim od postaci i wielkości wydzieleń grafitu. Zmieniając postać z płatkowej np. na kulistą i rozdrabniając wydzielenia można uzyskać znaczny przyrost Rm, R0.2 a A5 może osiągnąć poziom 20%.
Odmianą żeliw szarych są żeliwa modyfikowane, zawierające bardzo drobny grafit płatkowy, dzięki czemu ich wytrzymałość jest znacznie wyższa niż żeliw zwykłych. Rozdrobnienie grafitu uzyskuje się przez dodanie do żeliwa przed odlaniem tzw. modyfikatora, najczęściej w postaci sproszkowanego żelazokrzemu. Żeliwo szare perlityczne o grubo płatkowym graficie uzyskuje wytrzymałość dochodzącą do ok. 250 MPa, przy twardości ok. 220 HB. Przez modyfikację można otrzymać żeliwo o strukturze perlitycznej o wytrzymałości dochodzącej do 450 MPa, przy twardości 220-260 HB.
W strukturze żeliwa szarego oprócz grafitu, ferrytu i perlitu mogą występować jeszcze dwa szczególne składniki strukturalne: siarczki manganu i eutektyka fosforowa. Siarczki manganu występują w postaci wieloboków o matowym zabarwieniu zarówno w ziarnach ferrytu, jak i polach perlitu.
żeliwo szare perlityczne