По химическому составу серые чугуны разделяются на обычные (нелегированные) и легированные. Обычно чугуны содержат следующие элементы: 2,2-3,7 % С; 1-3,0 % Si, 0,2-1,1 Mn; 0,02-0,3 % P, 0,02-0,15 % S. Степень графитизации и структуры металлической основы серного чугуна, главным образом, зависят от количества С и Si и скорости охлаждения.
Форма и распределение графитных включений оказывают существенное влияние на механические свойства чугуна. С уменьшением размеров графитных включений и увеличением степени изолированности их друг от друга повышает прочность чугуна. Серый чугун характеризуется низкими значениями пластичности и ударной вязкости, так как пластинки графита нарушают сплошность металлической основы, и тем самым ухудшают механические свойства чугуна.
Понижая механические свойства, графит в то же время придает чугуну ряд ценных свойств. Например: графит измельчает стружку при обработке резанием, оказывая смазывающее действие и, следовательно, повышает износостойкость чугуна, а также придает ему демпфирующую способность.
Характер металлической основы является вторым структурным фактором, оказывающий существенное влияние на свойства графитных чугунов. Такие показатели, как твердость и предел прочности на сжатие, зависят в основном от структуры металлической, которая может быть ферритной, перлитно-ферритной и перлитной. Перлитный чугун обычно имеет большую прочность и меньшую пластичность в сравнении с ферритным.
Серый чугун применяется для изготовления деталей в несколько граммов (например, поршневые кольца двигателей) до отливок в несколько тонн (станины станков). Выбор марки чугунов для конкретных условий работы определяется совокупностью механических и технических свойств.