(Fr.: fonte; Du.: Gusseisen; Eng.: cast iron), verzamelnaam voor de technische ijzer-koolstoflegeringen die een hoger massagehalte koolstof bevatten dan in austeniet oplosbaar is (gewoonlijk meer dan 1,9%).
Deze legeringen bevatten bovendien altijd silicium, mangaan, fosfor en zwavel en soms kleine hoeveelheden koper, nikkel, titaan, aluminium enz. Zijn opzettelijk grotere hoeveelheden legeringselementen toegevoegd, dan spreekt men van gelegeerd gietijzer. De normale gietijzersoorten hebben een goede gietbaarheid. Gietijzer was in het midden van de 19de eeuw de bijna universeel toegepaste ijzerlegering voor machineonderdelen, huishoudelijke voorwerpen, bruggenbouw en architectuur. Er bestaan nog gietijzeren gevelconstructies uit die periode. Met de opkomst van het staal zijn bepaalde toepassingsgebieden weggevallen, maar nieuwe zijn hiervoor in de plaats gekomen, doordat een spectaculaire verbetering van de mechanische eigenschappen van het gietijzer heeft plaatsgevonden.
Grijs gietijzer dankt zijn naam aan het breukvlak, dat een dofgrijs uiterlijk vertoont, veroorzaakt door de aanwezigheid van vrije koolstof in de vorm van grafietblaadjes. Op de doorsnede onder de microscoop ziet men deze blaadjes als langgerekte lamellen in de grondmassa, die uit ferriet, perliet of beide kan bestaan. Door warmtebehandeling en/of legeren kunnen allerlei andere basisstructuren worden gerealiseerd (bainiet, martensiet, austeniet), zodat vele gietijzersoorten mogelijk zijn. De gewone soorten, die aan kwaliteitseisen van mechanische keuring moeten voldoen, worden volgens NEN 6002 A aangeduid als GG 15...GG 35, waarin het getal aangeeft de treksterkte in N mm−2 (van de proefstaaf van 30 mm). Grijs gietijzer heeft, behalve de goede gietbaarheid, een aantal specifieke eigenschappen die van betekenis zijn, zoals hoge demping, goede bewerkbaarheid en goede loopeigenschappen. Het is sterk wanddiktegevoelig, d.w.z. dat de mechanische eigenschappen sterk afhangen van de afkoelsnelheid. Door legeren met kleine hoeveelheden Ca, Si, Cu, en Sn, in de pan toegevoegd, kan de wanddiktegevoeligheid worden verminderd. Daardoor wordt het mogelijk de treksterkte zowel in dikke als dunne delen van één gietstuk beter in de hand te houden. Vanouds werd gietijzer meestentijds in de koepeloven gesmolten; daarnaast komt in de laatste jaren ook het elektrisch smelten steeds meer naar voren.
Wit gietijzer is hard en bros. Het bevat de koolstof in gebonden vorm als cementiet; het breukvlak is daardoor glinsterend wit. Wit gietijzer ontstaat door snelle afkoeling en een passende samenstelling. Het wordt veel minder toegepast: slechts daar waar een hoge hardheid van belang is.
Harde-schilgietijzer is aan de buitenzijde wit, meer naar binnen grijs en ontstaat door het buitenoppervlak van een gietstuk snel te koelen. Toepassingen zijn bijv. walsrollen, waarvan het oppervlak hard en slijtvast dient te zijn, de kern echter enigermate taai.
Smeedbaar gietijzer is wit gestold gietijzer, dat vervolgens bij 1000°C wordt gegloeid. Vindt het gloeien in een oxiderende atmosfeer plaats (gloeifrissen), dan verdwijnt alle koolstof en ontstaat een ferritische grondmassa die in feite gelijkt op zacht koolstofstaal. Dit ferritische smeedbare gietijzer of frisijzer is taai en vervormbaar. Bij zeer grote wanddikten kan de koolstof uit de kern niet snel genoeg oxideren en scheidt zich af als grafiet. Zo ontstaat ferritisch smeedbaar gietijzer met zwarte kern (Eng.: blackheart malleable). Wordt een iets andere samenstelling gekozen en niet oxiderend gegloeid, dan scheidt zich de koolstof over de gehele doorsnede af in compacte nesten of vlokken. Het zo ontstane materiaal, temperijzer genoemd, is eveneens taai en vervormbaar. De matrix kan door bijzondere keuze van warmtebehandeling zowel perlitisch als ferritisch zijn. Perlitisch smeedbaar gietijzer wordt voor machine- en auto-onderdelen, remtrommels enz. toegepast. Hoewel ook smeedbaar gietijzer zeer oud is en het frisijzer reeds in de 17de eeuw werd ontdekt en beschreven, heeft dit materiaal pas in de afgelopen jaren een sterke ontwikkeling ondergaan door betere beheersing van de structuur en daarmee van de kwaliteit. Nieuwe smeltwijzen hebben hiertoe bijgedragen.
Nodulair gietijzer vormt de jongste tak van de gietijzerfamilie en bestaat uit een grondmassa waarin de vrije grafiet zich direct bij stolling bolvormig heeft afgescheiden. Daardoor zijn de mechanische eigenschappen en vooral de rek en taaiheid veel beter. De bolvormige grafiet kan worden verkregen door het gesmolten gietijzer met magnesium te behandelen. Hoewel reeds ca. 1925 proeven in deze richting waren genomen, is de technische toepassing eerst na 1955 van betekenis geworden. Verschillende onderzoekers, o.a. de Engelsman Morrogh en de Fransman Gagnebin, hebben met hun werk bijgedragen tot de ontwikkeling, hoewel het juiste mechanisme van de bolvormige kristallisatie nog steeds niet in finesses bekend is. Wit gestold gietijzer dat magnesium bevat, geeft bij gloeien eveneens bolgrafiet. Door warmtebehandeling kan voorts de grondstructuur in een gunstige toestand worden gebracht.
Dit, in combinatie met bolvormige grafiet, maakt het mogelijk een reeks van nodulaire gietijzersoorten te maken met een breed gamma van eigenschappen, evenals bij staal. Een aantal kwaliteiten is omschreven in NEN 6002-D. Zo heeft GN 70 een treksterkte van 700 N mm−2 en een rek van ca. 5%; GN 42 heeft een treksterkte van 420 N mm−2 en een rek van ca. 15%, hetgeen in vergelijking met het klassieke gietijzer van ca. 1900 (dat een treksterkte had van ca. 150 N mm−2 en vrijwel geen rek) een enorme toename betekent. Nodulair gietijzer heeft tal van nieuwe toepassingsmogelijkheden gevonden. Zo worden thans gietijzeren krukassen in auto- en kleine dieselmotoren vrij algemeen toegepast. Deze assen worden vaak hol gegoten, wat een aanzienlijke besparing op het gewicht betekent ten opzichte van de massieve gesmede stalen krukassen.
De term aciculair gietijzer is een oude aanduiding voor bainitisch gietijzer. Gelegeerde gietijzersoorten zijn er vele. Als voorbeeld kunnen dienen de niet-roestende soorten austenitisch gietijzer verkregen door legeren met nikkel, mangaan en koper. Austenitisch nodulair gietijzer behoudt zijn taaiheid ook bij zeer lage temperaturen en wordt o.a. voor perscilinders van compressoren voor vloeibare lucht toegepast. Door legeren met Cr, Ni en Al kan hittevast gietijzer worden gemaakt, geschikt voor ovenonderdelen enz. Met nikkel en silicium kan een corrosievast gietijzer worden verkregen, toegepast in o.a. de chemische industrie.