เหล็กหล่อ เป็นโลหะผสมระหว่างเหล็กกับคาร์บอน ซึ่งมีคาร์บอนผสมอยู่มากกว่า 2% (ที่ใช้งานจริงมักอยู่ในช่วง 2.5-4.0%) ธาตุผสมที่สำคัญอีกตัวหนึ่งก็คือ ซิลิคอน นอกจากนี้ก็ยังมี แมงกานีส กำมะถันและฟอสฟอรัส
เราอาจจะจำแนกเหล็กหล่อตามลักษณะของคาร์บอนในเหล็กหล่อนั้น ออกเป็น 3 ประเภท ดังนี้คือ
1) เหล็กหล่อเทา (Gray Cast Iron)
2) เหล็กหล่อขาว (White Cast Iron)
3) เหล็กหล่อเหนียว (Ductile Cast Iron) หรือเหล็กหล่อกราไฟท์กลม (Spheroidal Graphite Cast Iron)
1. เหล็กหล่อเทา (Gray Cast Iron)
คาร์บอนส่วนใหญ่ในเหล็กหล่อนี้ จะอยู่ในรูปของเกล็ดกราไฟท์ และส่วนที่เหลือจะอยู่ในโครงสร้างเพิร์ลไลท์ เหล็กหล่อเทาจึงนิ่ม ไม่เปราะนัก กลึงไสง่าย และทนการสึกหรอเนื่องจากการเสียดสีได้ดี มันจะไม่ทนต่อแรงดึง แต่ทนต่อแรงอัด การไหลลงในแบบหล่อที่บางได้ง่าย และการหดตัวเพียงเล็กน้อยตอนแข็งตัวของเหล็กหล่อเทานี้ ทำให้ได้ชิ้นงานหล่อออกมาส่วนงามมีความคมตามแง่มุมชัดเจน ฉะนั้นประมาณ 80% ของงานหล่อทั้งหมด จึงอยู่ในรูปของเหล็กหล่อเทา เช่นเครื่องยนต์ ที่ยึดรางรถไฟและฐานเครื่องจักรกลต่าง ๆ เป็นต้น
2. เหล็กหล่อขาว (White Cast Iron)
คาร์บอนทั้งหมดในเหล็กหล่อนี้จะอยู่ในรูปของซีเมนไตท์ เหล็กหล่อขาวจึงมีคุณสมบัติแข็งทนทานต่อการเสียดสี แต่เปราะ ไม่เหมาะกับการตัดหรือการกลึงไส
3. เหล็กหล่อเหนียว (Ductile Cast Iron) หรือเหล็กหล่อกราไฟท์กลม (Spheroidal Graphite Cast Iron)
โครงสร้างของเหล็กหล่อนี้คล้ายกับเหล็กหล่อเทา Ductile Cast Iron มีคุณสมบัติคล้ายกับเหล็กกล้ามาก คือ มีความแข็งแรงสูง มีความสามารถในการยืดตัวออกและสามารถขึ้นรูปได้ ใช้ทำชิ้นงานวิศวกรรม เช่น backing ring , สกรู-น๊อต ในงานวางท่อ HDPE เนื่องจากมีอายุการใช้งานได้นานกว่าการใช้เหล็กเหนียว
