铸铁中的碳通常是以石墨、渗碳体这两种形式存在。由于化学成分和冷却速度的不同，铁碳合金凝固过程中得到不同的基体组织、石墨或渗碳体，从而生产不同的铸铁件。

  石墨是碳的一种同素异构体，具有六方晶结构。石墨晶体中的碳源于以层状形式排列，同层原子之间是以共价键结合，结合力较强；而层与层之间则是以极性键结合，结合力较弱。因此，石墨极易分层剥离，强度极低，铁液凝固过程中容易长成片状结构。但是，在干扰元素的作用下又能按变异的生长方式长大，形成球状石墨或蠕虫状石墨，得到球墨铸铁或蠕墨铸铁。

  石墨密度小，强度低，导电导热性能好。因此液态铸铁凝固过程中析出石墨常常形成石墨化膨胀，降低铁液因冷却带来的体积收缩。同时，大量石墨的析出又会降低铸件的强度，特别是铸件厚大断面缓慢冷却造成石墨粗大，显著降低铸件的强度和致密度。