La ghisa è una lega ferrosa ottenuta rifondendo la ghisa in un forno a capola fino alla sua liquefazione. La ghisa fusa viene colata in stampi o getti per produrre prodotti in ghisa delle dimensioni richieste. A seconda dell'applicazione della ghisa, gli elementi di lega aggiunti al forno variano. Gli elementi di lega comunemente aggiunti sono il carbonio seguito dal silicio. Gli altri elementi di lega aggiunti sono cromo, molibdeno, rame, titanio, vanadio, ecc.
La microstruttura della ghisa può variare a seconda degli elementi di lega aggiunti, della variazione nella solidificazione della ghisa e del trattamento termico utilizzato. A seconda dell'applicazione e delle proprietà meccaniche desiderate, le fusioni in ghisa possono essere classificate come segue.
Ghisa bianca
Quando la ghisa bianca si frattura, si notano crepe di colore bianco dovute alla presenza di impurità di carburo. La ghisa bianca è dura ma fragile. Ha un basso contenuto di silicio e un basso punto di fusione. Il carbonio presente nella ghisa bianca precipita e forma particelle di grandi dimensioni che ne aumentano la durezza. È resistente all'abrasione ed economica, il che la rende utile in varie applicazioni come barre di sollevamento e rivestimenti di gusci nei mulini di macinazione, superfici di usura delle pompe, sfere e anelli nei polverizzatori di carbone, ecc.
La ghisa grigia è la più versatile e ampiamente utilizzata. La presenza di carbonio porta alla formazione di scaglie di grafite che non consentono il passaggio di cricche in caso di rottura del materiale. Al contrario, quando il materiale si rompe, la grafite innesca numerose nuove cricche. La ghisa fratturata è di colore grigiastro, da cui deriva anche il nome. Le scaglie di grafite conferiscono alla ghisa grigia una bassa resistenza agli urti. Inoltre, mancano di elasticità e presentano una bassa resistenza alla trazione.
Tuttavia, i falsi di grafite conferiscono alla ghisa un'eccellente lavorabilità, proprietà di smorzamento e buone proprietà lubrificanti, rendendoli utili in molte applicazioni industriali. La microstruttura della grafite della ghisa presenta una matrice composta da ferrite, perlite o una combinazione di entrambe. La ghisa grigia fusa ha una maggiore fluidità e si espande bene durante la solidificazione o il congelamento della ghisa. Questo le ha rese utili in settori come l'agricoltura, l'industria automobilistica, tessile, ecc.
La ghisa malleabile è fondamentalmente ghisa bianca che viene sottoposta a trattamento termico per convertire il carburo in grafite. La ghisa risultante ha proprietà che variano sia dalla ghisa grigia che da quella bianca. Nel caso della ghisa malleabile, la struttura della grafite è formata da particelle sferoidali di forma irregolare anziché da scaglie solitamente presenti nella ghisa grigia. Questo fa sì che la ghisa malleabile si comporti come l'acciaio a basso tenore di carbonio. Si verifica un notevole ritiro che si traduce in una riduzione della produzione di ghisa e in un aumento dei costi. La ghisa malleabile è facilmente identificabile dai bordi smussati.
La ghisa sferoidale è un altro tipo di lega ferrosa utilizzata come materiale ingegneristico in numerose applicazioni. Per produrre la ghisa sferoidale, una piccola quantità di magnesio viene aggiunta alla ghisa fusa, alterando la struttura della grafite che si forma. Il magnesio reagisce con l'ossigeno e lo zolfo presenti nella ghisa fusa, formando grafite nodulare, da cui deriva il nome di ghisa sferoidale. Come la ghisa malleabile, la ghisa sferoidale è flessibile e presenta una relazione sforzo-deformazione lineare. Può essere fusa in diverse dimensioni e spessori.