Pelēkais čuguns ir visbiežāk izmantotais čuguna sakausējums. Kad pelēkais dzelzs tiek sadalīts, tas var atklāt pelēko krāsu, no kuras tas ieguvis savu nosaukumu. Šī krāsa ir radusies sakausējuma grafīta klātbūtnes rezultātā. Grafīta klātbūtne ir noteiktas oglekļa un silīcija attiecības rezultāts sakausējumā, kas palīdz veicināt tā sauktās grafīta mikrostruktūras veidošanos. Pelēkais dzelzs ir salīdzinoši lēts sakausējums, ko plaši izmanto visu veidu liešanai, sākot no motora blokiem līdz virtuves piederumiem.
Lai izveidotu pelēko dzelzi, sakausējumam jāsatur aptuveni 2.5–4 procenti oglekļa un 1–3 procenti silīcija. Oglekļa un silīcija klātbūtne šajās attiecībās ļauj sakausējumam veidot grafīta mikrostruktūru, par kuru tas ir zināms. Grafīts ir heksagonāli kristalizēts oglekļa alotrops, tāpēc oglekļa klātbūtne ir nepieciešama, lai grafīts vispār veidotos. Tomēr silīcijs sakausējumā ir nepieciešams, lai darbotos kā grafīta stabilizators. Sakausējums ar mazāku silīcija saturu var ļaut veidoties dzelzs karbīdiem, nevis grafītam, īpaši, ja sakausējums tiek ātri atdzesēts, tā vietā iegūstot tā saukto balto dzelzi.
Pelēkajam čugunam ir mazāka stiepes izturība nekā tēraudam, lai gan tā spiedes izturība ir līdzīga. Tā ražošana ir lētāka nekā tērauda, kas padara to noderīgu lietojumos, kur stiepes izturība nav īpaši svarīga. Tas ir novedis pie tā, ka pelēkais čuguns ir visbiežāk izmantotais čuguna sakausējums.
Grafīta klātbūtne sakausējumā veicina to, ka tas ir viegli apstrādājams. Tas ir saistīts ar sakausējumā esošo grafīta pārslu eļļojošo raksturu. Grafīts var arī palīdzēt nodrošināt izturību pret nodilumu un nobriešanu, savukārt silīcija klātbūtne var veicināt izturību pret koroziju.
Ir vairākas dažādas pelēkā dzelzs kategorijas, no kurām katrai ir atšķirīga stiepes un spiedes izturība. Amerikas Savienotajās Valstīs šīs kategorijas nosaka ar cipariem, kas atbilst materiāla stiepes izturībai. Tādējādi 20. kategorijas pelēkajam čugunam minimālajai stiepes izturībai jābūt 20 kilogrami uz kvadrātcollu (KSI) vai 20,000 6,894 mārciņu spēka uz kvadrātcollu (PSI) (apmēram XNUMX kilopaskāli). Spiedes stiprība palielinās līdz ar stiepes izturību, tāpēc augstākas kvalitātes sakausējumam būs arī lielāka spiedes izturība nekā zemākas kvalitātes sakausējumam. Augstākas kvalitātes sakausējumi satur mazāk oglekļa nekā zemākas kvalitātes sakausējumi, kā arī mēdz būt trauslāki.