آهن هاي خاكستري گروهي از چدنها هستند كه گرافيت ورقه را در طول انجماد تشكيل مي دهند. در مقابل شكل شناسي گرافيت گلوله اي آهن هاي شكل پذير و نرم. گرافيت ورقه در آهن هاي خاكستري در يك قالب با ريزساختاري كه توسط عمل تركيب و گرما مشخص مي شود، پخش مي گردد.
ريزساخت معمول آهن خاكستري يك قالب پرليت با ورقه هاي گرافيت كه در سرتاسر پخش شده است مي باشد. برحسب تركيب، آهن خاكستري معمولاً شامل 5/2% تا 4% كربن (c) 1% تا 3% سيليسيوم (si) و اضافاتي از منگنز بسته به ريزساخت مطلوب مي باشد. (به اندازه حداقل 1/0% منگنز در آهن خاكستري كه داراي بيشترين جزء آهن است و حداكثر 2/1% در پرليت). ديگر عناصر آلياژي شامل نيكل، مس، موليبدنيوم و كُرُم است.
كاهش ميزان سيليسيوم و ميزان كل كربن يا با افزودن عناصر آلياژي معمول ترين عمليات گرمايي در آهن خاكستري بازپخت يا تمپرينگ و آزاد كردن فشار است.
تركيب شيميايي يك پارامتر مهم ديگر است كه بر عمليات گرما در چدن هاي خاكستري و سيليسيوم اثر مي گذارد. براي مثال: قابليت انحلال كربن را كاهش و درجه انتشار كربن را در آستنتيت را افزايش مي دهد و معمولاً واكنش هاي مختلف را در طول عمليات گرما سرعت مي بخشد. سيليسيوم نيز دماي سخاتار آستنيتكي را تا حد زيادي بالا برده و ميزان كربن تركيبي را كاهش مي دهد. (حجم استحكام يا سخت كاري شدن) در مقابل منگنز دماي ساختار آستنتيكي را پايين مي آورد و قابليت سخت شدن را افزايش مي دهد. آن همچنين قابليت انحلال كربن را افزايش و انتشار كربن را در آستنتيك كاهش داده و ميزان كربن تركيب شده را افزايش مي دهد. به علاوه، منگنز تبديل به آلياژ شده و كاربيد پرليت را تثبيت مي كند و از اين رو ميزان پرليت را افزايش مي دهد.
گداختگي (تمپرينگ) :
عمليات گرما اغلب براي آهن خاكستري بكار مي رود به استثناء آهن در كاهش فشار كه همان گداختگي يا بازپخت است. گداختگي آهن خاكستري شامل گرما دادن به آهن توصيه مي گردد.
تمپرينگ (گداختگي) متوسط يا كامل :
اين عمل معمولاً در دماهاي بين 790 و 900 درجه سانتيگراد (1450 و 1650 درجه فارنهايت) انجام مي شود. اين عمليات وقتي استفاده مي شود كه يك گداختگي تبديل به آهن بدليل ميزان آلياژ بالا در آهن خاصي بي اثر باشد. در هر حال توصيه مي شود كه ميزان تأثير دماهاي زير 760 درجه سانتيگراد (F 1400) را قبل از اينكه دماي گداختگي بالا به عنوان بخشي از رويه استاندارد پذيرفته شود، آزمايش كنيد.