Grauguss ist die am häufigsten verwendete Gusseisenlegierung. Wenn Graueisen zerbrochen wird, kann es die graue Farbe zeigen, von der es seinen Namen hat. Diese Farbe ist auf das Vorhandensein von Graphit in der Legierung zurückzuführen. Das Vorhandensein von Graphit ist das Ergebnis eines bestimmten Verhältnisses von Kohlenstoff und Silizium in der Legierung, was die Bildung eines sogenannten graphitischen Gefüges erleichtert. Grauguss ist eine relativ kostengünstige Legierung, die beim Gießen von Motorblöcken bis hin zu Kochgeschirr weit verbreitet ist.
Um Grauguss zu erzeugen, muss die Legierung etwa 2.5 bis 4 Prozent Kohlenstoff und 1 bis 3 Prozent Silizium enthalten. Das Vorhandensein von Kohlenstoff und Silizium in diesen Verhältnissen ermöglicht es der Legierung, die graphitische Mikrostruktur zu bilden, für die sie bekannt ist. Graphit ist ein hexagonal kristallisiertes Allotrop von Kohlenstoff, daher ist die Anwesenheit von Kohlenstoff notwendig, damit sich Graphit überhaupt bilden kann. Silizium in der Legierung ist jedoch notwendig, um als Graphitstabilisierungsmittel zu wirken. Eine Legierung mit einem niedrigeren Siliziumgehalt kann die Bildung von Eisenkarbiden anstelle von Graphit ermöglichen, insbesondere wenn die Legierung schnell abgekühlt wird, was stattdessen zu sogenanntem Weißeisen führt.
Graues Eisen hat eine geringere Zugfestigkeit als Stahl, obwohl seine Druckfestigkeit ähnlich ist. Es ist kostengünstiger in der Herstellung als Stahl und eignet sich daher für Anwendungen, bei denen die Zugfestigkeit nicht von entscheidender Bedeutung ist. Dies hat dazu geführt, dass Grauguss die am häufigsten verwendete Gusseisenlegierung ist.
Das Vorhandensein von Graphit in der Legierung trägt dazu bei, dass sie leicht bearbeitbar ist. Dies liegt an der schmierenden Natur der in der Legierung vorhandenen Graphitflocken. Der Graphit kann auch die Beständigkeit gegen Verschleiß und Festfressen unterstützen, während die Anwesenheit von Silizium die Korrosionsbeständigkeit unterstützen kann.
Es gibt verschiedene Graugusssorten, die jeweils unterschiedliche Zug- und Druckfestigkeiten aufweisen. In den Vereinigten Staaten werden diese Qualitäten durch Zahlen definiert, die der Zugfestigkeit des Materials entsprechen. Somit müsste Grauguss der Güteklasse 20 eine Mindestzugfestigkeit von 20 Kilo-Pfund pro Quadratzoll (KSI) oder 20,000 Pfund-Kraft pro Quadratzoll (PSI) (etwa 6,894 Kilopascal) aufweisen. Die Druckfestigkeit steigt zusammen mit der Zugfestigkeit, sodass eine höherwertige Legierung auch eine höhere Druckfestigkeit aufweist als eine minderwertige Legierung. Höherwertige Legierungen enthalten weniger Kohlenstoff als minderwertige Legierungen und neigen auch dazu, spröder zu sein.