В основу стандартизації сірого чавуну закладений принцип регламентування мінімально допустимого значення тимчасового опору розриву при розтягуванні ( 
В). Відповідно до цього принципу позначення марки чавуну містить мінімально допустиме значення У визначеного в стандартній пробної литий заготівлі. Механічні властивості сірого чавуну регламентуються ГОСТ 1412-85 і приведені в табл.1.2. Необхідно враховувати, що порядок підготовки і проведення механічних випробувань сірого та інших чавунів відрізняються від методів випробування стали. Наприклад, для чавунних виливків контроль властивостей проводять по ГОСТ 27208-87 «Виливки з чавуну. Методи механічних випробувань », а способи отримання заготовок для зразків з кожного чавуну регламентовані відповідним стандартом (для сірого - ГОСТ 24648 -81).
Таблиця 1.2 - Механічні властивості і рекомендуються склади сірого чавуну (ГОСТ 1412-85)
K більшості чавунних виливків в силу особливостей їх експлуатації часто пред'являються різні умови, які включають інші (непередбачені ГОСТ 1412-85) вимоги за механічними властивостями, а також за фізичними і теплофізичних показників. На практиці досить часто вдається простежити зв'язок між певною групою фізико-механічних і теплофізичних властивостей чавуну і експлуатаційними показниками конкретного виробу. Найбільш часто зустрічаються показники механічних властивостей сірого чавуну, частина з яких не регламентується ГОСТ 1412-85, наведені в табл.1.3-1.5.
Великий вплив на механічні властивості чавуну має швидкість охолодження металу, а, отже, і товщина стінок виливків. В цьому випадку при оцінці реальної міцності виливків рекомендується виготовляти різного роду тестові заготовки, які відповідають товщині виливків, і з них вирізати зразки для випробувань. Певні уявлення про вплив товщини стінки виливки на міцність і твердість чавуну можна отримати, скориставшись даними табл.1.6.
Таблиця 1.3 - Механічні властивості сірого чавуну при розтягуванні і вигині
Основні показники, що характеризують фізичні властивості чавуну (щільність, питома теплоємність, теплопровідність і коефіцієнт лінійного розширення), наведені в табл.1.7 згідно з додатком № 2 ГОСТ 1412-85. Дані такого роду є також в стандартах інших країн, наприклад, Британський стандарт BS один тисячі чотиреста п'ятьдесят два +1977.
Модуль пружності чавуну залежить від розмірів графітних пластин і зменшується зі збільшенням їх розміру. Більш високий рівень пластичності сірий чавун з пластинчастим графітом показує при стисненні. Наприклад, осаду сірого чавуну в холодному стані при стисканні може становити 20 - 40%. При розтягуванні пластичність, як видно з табл. 1.3, не досягає і 1% подовження.
Таблиця 1.4 - Механічні властивості сірого чавуну при стисканні
Таблиця 1.5 - Механічні властивості сірого чавуну при крученні
Узагальнюючи наявні в літературі дані, необхідно зауважити, що щільність чавуну тим вище, чим нижче змісту в ньому вуглецю і кремнію. Коефіцієнти теплового розширення і питомої теплоємності залежать не стільки від хімічного складу чавуну, скільки від його структури. При цьому легуючі елементи слабо впливають на ці коефіцієнти. Виняток становить тільки мідь . Теплопровідність чавуну, пов'язана з теплопровідністю структурних складових, виявляється найбільшою при максимальному вмісті графіту .
Таблиця 1.6 - Залежність міцності ( В) і твердості (НВ) сірого чавуну від товщини стінок виливків
Таблиця 1.7 - Фізичні властивості чавуну з пластинчастим графітом (ГОСТ 1412-85)
Як конструкційний матеріал сірий чавун використовуються для широкого спектру виробів практично у всіх галузях машинобудівного комплексу. До числа найбільш великих споживачів чавунного лиття слід віднести автомобілебудування, верстатобудування, важке і металургійне машинобудування, санітарно-технічну промисловість та ін.
В конструкції автомобілів та тракторів маса литих деталей з сірого чавуну, наприклад, становить 15-25% від загальної маси. Переважне застосування сірого чавуну обумовлено тим фактом, що в ньому поєднуються висока зносостійкість і протизадирні властивості при терті з обмеженою мастилом, демпфуюча здатність. Основна номенклатура виробів - це блоки, головки і гільзи циліндрів, кришки корінних підшипників двигунів, гальмівні диски і диски зчеплення, гальмівні барабани та інші деталі, для яких сірий чавун яв-ляется оптимально технологічним і економічним конструкційним матеріалом.
Блоки циліндрів карбюраторних і дизельних двигунів виготовляють з низьколегованих чавунів марки СЧ20, СЧ25, які забезпечують в стінках виливків завтовшки 15-25 мм В = 200-250 Н / мм2, а в більш тонких стінках до 270 Н / мм2. Такого ж типу чавуни звичайно застосовують для головок циліндрів дизельних двигунів і гільз циліндрів карбюраторних і дизельних двигунів. Основними вимогами до чавуну для гільз є: перлитная структура матриці (не більше 5% фериту), графіт среднепластінчатий неорієнтовний, твердість в межах 200-250 НВ. У конструкції автомобільних дизельних, карбюраторних, а також тракторних двигунів широко застосовують гільзи циліндрів зі спеціальних легованих чавунів, найчастіше - фосфористі.
Для блоків і головок циліндрів важко навантажених дизельних двигунів (автомобільних і суднових) застосовують спеціальні леговані чавуни, а для головок циліндрів - високовуглецеві (більше 3,5% С) леговані термостійкі чавуни. Ці вимоги виконуються при використанні для відливання гільз низьколегованих чавунів, хімічний склад яких вибирають з урахуванням технології форми, методу плавки, перетину виливка.
Чавунні розподільні вали дизельних і карбюраторних двигунів (леговані чавуни марки СЧ 25 і СЧ 30) мають високу зносостійкість і широко застосовуються в автомобілебудуванні. Легування молібденом, хромом, нікелем забезпечує хорошу закаливаемость і прокаліваемость чавуну, і задану глибину вибіленого шару (в вибілених кулачках). Висока твердість і зносостійкість кулачків досягаються або за рахунок поверхневого гарту чавуну, в структурі якого (в носику кулачків) є голчасті карбіди, або за рахунок поверхневого отбела чавуну в кулачках при кристалізації в контакті з холодильником. Вибілені кулачки кращі в важких умовах роботи.
Гальмівні диски, барабани і натискні диски зчеплення, що працюють в умовах сухого тертя з високими швидкостями ковзання повинні забезпечувати в парі з фрикційної пластмасою стабільний коефіцієнт тертя і зносостійкість. При багаторазових циклах гальмування, під час яких в контакті фрикційної пари виділяється тепло, а потім швидко відводиться, на поверхні чавунної деталі утворюються термічні тріщини, що знижують міцність. Для гальмівних барабанів і дисків середньої навантаженості найчастіше застосовують сірий чавун марки СЧ20 або СЧ25. В умовах високої завантаженості деталей, коли на поверхні тертя утворюються термічні тріщини, застосовують спеціальні високовуглецеві термостійкі чавуни з підвищеним рівнем легування. Для найбільш важких умов роботи рекомендується використовувати перлітні чавуни з вермікулярним графітом.
Маховики в процесі роботи обертаються з частотою близько 2500-8000 об / хв. Відповідно, в них виникають великі напруги, що розтягують, а поверхню маховика періодично треться об пов'язану робочу поверхню. Тертя з великими швидкостями призводить до виділення тепла на поверхні тертя, утворення втомних термічних тріщин, що знижують міцність маховика. Вимоги підвищеної міцності з урахуванням великої маси маховиків і товщини перетину зумовили застосування для їх виготовлення сірих чавунів марки СЧ25, СЧ30, СЧ35 (чим більше перетин виливка, тим вище марка). Обрана марка чавуну повинна забезпечувати отримання в тілі виливка міцності не нижче 200-250 Н / мм2. Якщо міцність чавуну СЧ 35 недостатня для забезпечення умов роботи маховиків, то необхідно застосовувати чавуни з вермікулярним або кулястим графітом.
Кришки корінних підшипників з сірого чавуну застосовують в основному в карбюраторних двигунах легкових автомобілів. Для забезпечення перлитной структури і твердості не менше 200 НВ кришки підшипників відливають з сірого чавуну марки СЧ25. Для важко навантажених карбюраторних двигунів і для дизельних двигунів застосовують кришки підшипників з ковкого чавуну або чавуну з кулястим графітом.
Випускні колектори піддаються впливу гарячих агресивних вихлопних газів і в процесі роботи схильні до окислення, термічним деформацій, а іноді - розтріскування. У багатьох випадках сірий чавун є економічним і досить довговічним матеріалом для цих деталей. З огляду на, що колектори мають тонкі стінки (3-7 мм), їх відливають з чавунів марки СЧ15, СЧ20, які для підвищення жаростійкості легують невеликими добавками хрому і нікелю. Для термічно навантажених колекторів застосовують ковкий чавун, чавун з кулястим графітом, а іноді - аустенітний чавун з кулястим графітом, які мають високу термостійкість і стійкість проти окислення.
У верстатобудуванні сірий чавун застосовують для широкої номенклатури литих деталей з масою від 0,1 кг до 100 тонн з товщиною стінок від 4 до 200 мм, що працюють в найрізноманітніших умовах. Класифікація верстатобудівних литих деталей з сірого чавуну з урахуванням цього розмаїття конструкцій і умов роботи здійснюється відповідно до ОСТ 2 МТ 21-2-83. При виборі марки чавуну конструктор в залежності від класу, групи деталі і наведеної товщини стінки виливки визначає необхідний мінімальний рівень твердості і мікроструктури.
З урахуванням специфіки більшості верстатобудівних деталей, що працюють переважно на жорсткість, а не на міцність, перевагу віддають чавунів, що володіє підвищеною твердістю і зниженою пластичністю. Такі чавуни за хімічним складом відрізняються підвищеним (проти рекомендацій ГОСТ 1412-85) вмістом кремнію і марганцю при пониженому вмісті вуглецю. Якщо неможливо отримати необхідний рівень твердості чавуну, в напрямних застосовують легування, формування з холодильниками та ін.
Відливки з сірого чавуну вельми широко і успішно використовуються для певної номенклатури деталей змінного устаткування підприємств металургійної промисловості: сорто- і листопрокатні валки, всілякі виливниці для розливання злитків, шлакові чаші і т.п.
