ढलवां लोहा आम तौर पर धूसर रंग के लोहे को कहा जाता है लेकिन इसके साथ-साथ यह एक बड़े पुंज में लौह अयस्कों का मिश्रण भी है, जो एक गलनक्रांतिक तरीके से ठोस बन जाता है। किसी भी धातु की खंडित सतह को देखकर उसके मिश्र धातु होने का पता लगाया जा सकता है। सफेद ढलवां लोहे का नामकरण इसकी खंडित सफ़ेद सतह के आधार पर किया गया है क्योंकि इसमें कार्बाइड सम्बन्धी अशुद्धियां पाई जाती हैं जिसकी वजह से इसमें सीधी दरार पड़ती है। धूसर ढलवां लोहे का नामकरण इसकी खंडित धूसर सतह के आधार पर किया गया है, इसके खंडित होने का कारण यह है कि ग्रेफाइट की परतें पदार्थ के टूटने के दौरान पड़ने वाली दरार को विक्षेपित कर देती हैं जिससे अनगिनत नई दरारें पड़ने लगती हैं।
मिश्र धातु में पाए जाने वाले पदार्थों के वजन में से 95% से भी अधिक लोहा होता है जबकि अन्य मुख्य तत्वों में कार्बन और सिलिकॉन शामिल हैं। ढलवां लोहे में कार्बन की मात्रा 2.1 से 4 wt% होती है। ढलवां लोहे में सिलिकॉन की पर्याप्त राशि, सामान्य रूप से 1 से 3 wt% होती है और इसके फलस्वरूप इन धातुओं को त्रिगुट Fe-C-Si धातु माना जाना चाहिए। तथापि ढलवां लोहा घनीकरण का सिद्धांत द्विआधारी लोहा-कार्बन चरण आरेख से समझ आता है, जहां गलनक्रांतिक बिंदु 1,154 °से. और 4.3 wt% कार्बन के 4.3 % वजन पर है। चूंकि ढलवां लोहे की संरचना का अनुमान इस तथ्य से ही लग जता है कि, इसका 1,150 से 1,200 °से. गलनांक शुद्ध लोहे के गलनांक से लगभग 300 °से. कम है।
पिटवां ढलवां लोहे को छोड़कर, बाकि ढलवां लोहे भंगुर होते है। निम्न गलनांक, अच्छी द्रवता, आकार देने की योग्यता, इच्छित आकार देने की उत्कृष्ट योग्यता, विरूपण करने के लिए प्रतिरोध और जीर्ण होने के प्रतिरोध के साथ ढलवां लोहा अनुप्रयोगों की व्यापक श्रेणी के साथ इंजीनियरिंग सामग्री बन गए हैं, पाइप और मशीनों और मोटर वाहन उद्योग के कुछ हिस्सों, जैसे सिलेंडर हेड्स, सिलेंडर ब्लॉक और गियरबॉक्स के डब्बे में इसका प्रयोग किया जाता है। यह ऑक्सीकरण के द्वारा क्षय होने और कमजोर हो जाने में प्रतिरोधी है।
ढलवां लोहा स्क्रैप आयरन और स्क्रैप स्टील की पर्याप्त मात्रा के साथ पिग आयरन को पुन: पिघलाकर और अवांछनीय दूषणकारी तत्वों जैसे फास्फोरस और सल्फर को दूर करने के लिए विभिन्न चरणों ka उपयोग करके बनाया जाता है। अनुप्रयोग के आधार पर, कार्बन और सिलिकॉन सामग्री को वांछित स्तर तक कम किया जाता हैं, जो 2-3.5% और 1 से 3% क्रमशः के बीच कुछ भी हो सकता है। कास्टिंग द्वारा अंतिम रूप के उत्पादन से पहले अन्य तत्वों को फिर पिघलें हुए पदार्थ में जोड़ा जाता है।
लोहे को कभी कभी एक विशेष प्रकार की विस्फोट भट्ठी, जिसे कुपोला कहते है, में पिघलाया जाता है लेकिन ज्यादातर वैद्युत प्रवेशण भट्टियों में पिघलाया जाता है। पिघलने की प्रक्रिया के पूरे होने के बाद पिघलें हुए लोहें को एक भट्ठी या करछुल में डाल दिया जाता है।
ढलवां लोहा के गुण विभिन्न मिश्रधातु तत्वों अथवा मिश्रधातुओं alloyant के मिश्रण से बदलते रहते हैं। कार्बन के बाद, सिलिकॉनही सबसे महत्वपूर्ण मिश्रधातु है जो कार्बन को बाहर निकाल देता है। इसके बजाय कार्बन ग्रेफाइट के रूपों में बदल जाता है फलतः नरम लोहे बन जाते हैं, सिकुडन को कम कर देते हैं, शक्ति को कम करते है और घनत्व को भी कम कर देते हैं। गंधक, जब मिलाया जाता है, तो आयरन सल्फाइड,बनता है, जो ग्रेफाइट का गठन रोकता है और कठोरता को बढाता है। सल्फर के साथ समस्या यह है कि यह पिघले हुए ढलवां लोहे को निस्तेज बनाता है, जो कम चलने के दोष का कारण बनता है। सल्फर मैंगनीज के प्रभाव के प्रतिकारके लिए लौह सल्फाइड के बजाय मैंगनीज सल्फाइड मिलाया जाता है। मैंगनीज सल्फाइड पिघले लावाकी तुलना में हलके हैं इसलिए पिघलन और धातुमल से बाहर आकर तैरने लगते हैं। सल्फर को बेअसर के लिए मैंगनीज की आवश्यक मात्रा 1.7 × सल्फर सामग्री + 0.3 % है। यदि इससे अधिक मात्रा में मैंगनीज मिलाया जाता है तो मैंगनीज कार्बाइडकी उत्पत्ति होती है जो भूरे लौह के सिवाय, कठोरता और द्रुतशीतन में वृद्धि करता है, जहां मैंगनीज का घनत्व और क्षमता 1% बढ़ जाती है।
मिश्रधातुओं में निकल सबसे अधिक आम है क्योंकि यह ग्रेफाइट संरचना और पर्लाइट pearliteको परिशुद्ध करता है, मजबूती बढ़ाता है और कठोरता के कारण मोटाई के बीच के खंड में असमानता को कम करता है। ग्रेफाइट मुक्त कम करने के लिए थोड़ी मात्रा में क्रोमियमकलछुल में मिला दिया जाता है, ठंडक पैदा करने के लिए और क्योंकि यह शक्तिशाली ] 0.5% क्रोमियम के विकल्प के रूप में थोड़ी सी मात्रा टिनकी मिलाई जा सकती है। ठंडा कम करने के लिए, ग्रेफाइट परिष्कृत करने के लिए और द्रवता में वृद्धि के लिए, तांबा को 2.5% पर 0.5 के अनुपात में कलछुल में या भट्ठी में मिलाया जाता है। ठंडा बढ़ाने के लिए तथा ग्रेफाइट और पर्लाईट की संरचना को परिष्कृत करने के लिए मोलिब्डेनम Molybdenum 1% पर 0.3 के अनुपात में मिलाया जाता है; अक्सर उच्च क्षमता वाले लोहे के गठन के लिए यह तांबा, निकल और क्रोमियम के संयोजन के रूप में मिलाया जाता है। टाइटेनियम अगैसकारक और निःऑक्सकरणी के रूप में मिलाया जाता है, लेकिन यह तरलता भी बढाता है। संयोजन में दृढ़ता, कठोरता में वृद्धि और गर्मी सहने तथा प्रतिरोध करने की क्षमता में वृद्धि के लिए वनाडियम vanadium ढलवां लोहे में 0.15-0.5% के अनुपात में मिलाया जाता है। 0.1-0.3% ज़िरोकोनिअम zirconium ग्रेफाइट बनाने के लिए, निःऑक्सकरण में और द्रवता में वृद्धि में मदद करता है।
कितना अतिरिक्त सिलिकॉन जोड़ा जा सकता है यह जानने के लिए पिटवां लोहे में पिघला विस्मुट 0.002 से 0.01% के अनुपात में मिला दिया जाता है। पिटवां लोहे के उत्पादन में सहायता करने के लिए सफेद लोहे में, ]]
धूसर ढलवां लोहा एक विशेषता इसकी अपनी ग्रेफाईटिक सूक्ष्म संरचना होना है, जिसके कारण धातु धूसर दीखता है। यह सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला ढलवां लोहा है और वजन के आधार पर सबसे व्यापक रूप से प्रयोग में आने वाला ढलवां पदार्थ है। अधिकतर ढलवां लोहों में 2.5 से 4.0% कार्बन का, 1 से 3% सिलिकॉन का और शेष लौह का एक रासायनिक संयोजन होता है। धूसर ढलवां लोहा में इस्पात की तुलना में कम तन्य शक्तिऔर कम प्रघात प्रतिरोधकी क्षमता होती है, लेकिन इसकी संपीडक क्षमता निम्न और मध्यम कार्बन इस्पात के साथ तुलनीय है।
सिलिकॉन की अल्प मात्रा और तेजी से ठंडा करने के साथ, सफेद ढलवां लोहे में कार्बन, पिघले पदार्थ से धात्वीय स्थ्रीरीकरणmetastable के चरण में ठोस cementite होकर, Fe3C, बाहर अवक्षेपित हो जाता है, बजाय ग्रेफाइट के रूप में. संयोजित पदार्थ जो पिघले रूप से अपेक्षाकृत बड़े कणों के रूप में अवक्षिप्त हो जाता है, आमतौर पर, एक अन्य गलनक्रांतिक मिश्रण में, जहां एक और चरण है . ये गलनक्रांतिक कार्बैड्स इतने अधिक बड़े हैं कि अवक्षेपण को कठोरपन प्रदान करते हैं पहुंचा जा सकता है। किसी भी मामले में, मजबूती की कीमत पर वे कठोरता प्रदान करते हैं। चूंकि कार्बाइड पदार्थ के एक बड़े अंश में मौजूद है, सफेद ढलवां लोहे को एक यथोचित तरीके से सर्मेट cermet के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। सफेद लोहा कई संरचनात्मक उपयोगों के लिए बहुत ही भंगुर घटक है, लेकिन अच्छी कठोरता और घर्षण प्रतिरोधकता तथा अपेक्षाकृत कम लागत के कारण, यह ऐसे अनुप्रयोगों में प्रयोग के रूप में सतहों के अनुसार जैसेकि गारा पंप बाल मिलों में शेल लाइनर्स और लिफ्टर बार्स, तथा स्वजात पीसने की चक्कियों में, कोयले को चूर-चूर कर पीसने वाले में बाल और छल्ले और खुदाई की बाल्टी backhoe|कुंडलित वक्र)गारा पंप बाल मिलों में शेल लाइनर्स और लिफ्टर बार्स, तथा स्वजात ]]]]] के दांत इस्पात इस अनुप्रयोग के लिए अधिक सामान्य है).
घनी ढलाई को काफी तेजी से ठंडा करना और पिघले पदार्थ को ठोस बनाना काफी कठिन है क्योंकि सफेद ढलवां लोहा पिघलता ही रहता है। हालांकि, तेजी से ठंडा करने के लिए सफेद ढलवां लोहे का एक खोल का इस्तेमाल किया जाता, जिसके बाद बचा हुआ पदार्थ धीरे-धीरे ठंडा होकर धूसर ढलवां लोहे में बदल जाता है। परिणामस्वरूप कास्टिंग से, जिसे शीतल ढलाई चिल्ल्ड कास्टिंग कहते हैं, कठोर सतह और कुछ-कुछ कड़ा इंटीरियर का लाभ मिलता है।
लोहे मेंक्रोमियम के उच्च प्रतिशत के उपयोग द्वारा सफेद ढलवां लोहा बनाया जा सकता है, क्रोमियम Cr एक मजबूत कार्बाइड बनाने वाला तत्व है, अतः क्रोम के पर्याप्त उच्च प्रतिशत पर लोहे से ग्रेफाइट का अवक्षेपण दबा दिया जाता है। उच्च-क्रोम सफेद लौह मिश्र धातुएं, भारी परिमाण में ढलाई में सहायक हैं रेतीली ढलाई होनी चाहिए, अर्थात्, एक उच्च शीतलीकरण दर की आवश्यकता नहीं होती है, साथ ही साथ प्रभावशाली घर्षण प्रतिरोध प्रदान करने में भी सहांयक होता है।
पिटवां लोहा सफेद लोहे की ढलाई के रूप में शुरू होता है, जिसपर तब ताप का प्रभाव लगभग 900 °से. पर डाला जाता है। ग्रेफाइट, धीरे धीरे अलग से इस प्रक्रिया से बाहर निकल आता है, ताकि सतह तनाव के पास इतना समय रहे कि इसे अंडाकार आकृति वाले कण नकि पपडियाए हुए छोटे-छोटे टुकड़े के रूप में आकर ग्रहण करने दे। अपनेनिम्न अभिमुखी अनुपात के कारण, गोलाकार कण अपेक्षाकृत छोटे एवं एक दूसरे से दूर हैं और आमने-सामने कम पार अनुभागहोने के कारण एक दरार या फोनोन पैदा करते हैं। छोटी-छोटी पपड़ियों या कणों के विपरीत इनकी भी कुंद सीमाए हैं, जो भूरे ढलवां लोहा की तनाव सघनता की समस्याओं को बढ़ा देता है। सामान्यतया, ढलवां लोहे के गुण लगभग हल्के स्टील जैसे ही हैं। कैसे एक बड़े हिस्से को पिटवा लोहे में ढाला जा सकता है इसकी भी एक सीमा है, क्योंकि यह सफेद ढलवां लोहा से निर्मित है।
एक और हाल-फिलहाल में विकास गांठदार लोहा या नमनीय ढलवां लोहा है। छोटी मात्रा में मैग्नीशियम या सैरियम को इन मिश्र धातुओं के साथ मिला कर ग्रेफाइट की सतहों के किनारों से मिलने से ग्रेफाइट के अवक्षेप की वृद्धि धीमी हो जाती है। अन्य तत्वों के साथ सावधानीपूर्वक नियंत्रण और सही समय, कार्बन को गोलाकार कणों के रूप में अलग हो जाने देता है जैसे ही धातु ठोस आकार ग्रहण करता है। ये गुण नमनीय ढलवां लोहे के समान हैं, लेकिन भागों को बड़े वर्गों के साथ ढाला जा सकता है।

क्योंकि ढलवां लोहा अपेक्षाकृत भंगुर है, यह ऐसे प्रयोजनों के लिए उपयुक्त नहीं है जहां एक तेज धार या लचीलेपन की आवश्यकता है। यह संपीड़न के तहत मजबूत है, लेकिन तनाव के अंतर्गत नहीं। ढलवां लोहा का सर्वप्रथम चीन में आविष्कार किया गया, और पिघली धातु को छोटी मूर्तियाँ और हथियार बनाने के लिए सांचे में ढाल देते थे। ऐतिहासिक दृष्टि से, इसके आरंभिक उपयोगों में तोप और गोले भी शामिल हैं। हेनरी अष्टम ने इंग्लैंड में तोप की ढलाई शुरू की। जल्द ही, अंग्रेज लोहे के श्रमिकों ने विस्फोट भट्ठियों का उपयोग कर जो ढलवां लोहा से तोपों के निर्माण की तकनीक विकसित की, जो पीतल के प्रचलित तोपों की तुलना में अधिक भारी, मगर ज्यादा सस्ते थे, तथा इंग्लैंड की नौसेना को और भी बेहतर बनाने में सक्षम थे। वेल्ड के आयरन मास्टर ने 1760s के दशकों तक लोहा का उत्पादन जारी रखा और बहाली के बाद आयुध में मुख्य उपयोग में लोहा भी एक था।
कई इंग्लिश विस्फोट भट्टियों में ढलवां लोहे के बर्तन उस समय बनाए जाते थे। 1707 में, इब्राहीम डर्बी ने बर्तनॉ को पतली बनाने की विधि को पेटेंट करवाया और इसलिए अपने प्रतिद्वंद्वियों की तुलना में सस्ता कर सके। इसका मतलब था कि उनकी कॉलब्रुकडेल भट्टियां बर्तन के आपूर्तिकर्ताओं में प्रमुख बन गईं, एक ऐसी गतिविधि जिसमें वे 1720s और 1730s के दशकों में एक छोटी संख्या में अन्य कोक-कीविस्फोट भट्टियों में शामिल हो गए।
] की तुलना में ढलवां लोहा काफी सस्ता था। जॉन विलकिंसन ढलवां लोहा के एक महान प्रतिपादक थे, जो अन्य चीजों के अलावा जेम्स वाट की विकसित भापइंजनके लिए सिलेंडरों को ढालते रहे जब तक कि 1795 में सोहो फाउंड्री की स्थापना नहीं हो गयी।
संरचनात्मक प्रयोजनों के लिए ढलवां लोहे का उपयोग 1770 के अंतिम दशकों में आरम्भ हुआ, जब इब्राहीम डर्बी III ने लोहे का पुल बनाया, हालांकि छोटे बीमों का पहले से ही होने लगा था, जैसेकि कोलब्रुकडेल की विस्फोट भट्टियों में इस तरह का इस्तेमाल किया गया है। थॉमस पाइन के एक पेटेंट के बाद, अन्य आविष्कार भी शामिल हैं। जैसे-जैसे औद्योगिक क्रांतिमें गति आने लगी ढलवां लोहे के पुल आम बात बन गए। थॉमस टेलफ़ोर्ड, अपस्ट्रीम में जलसेतु पर अपने पुल बिल्ड्वास Buildwas के लिए और फिर पर लॉन्गडन-ऑन-टर्न पर बने श्रीउस्बरी Shrewsbury.नहर के लिए इस सामग्री को अपनाया.
इसका अनुसरण चर्क कृत्रिम जलप्रणाली और पोंटसाईलाइट कृत्रिम जलप्रणाली Pontcysyllte Aqueduct)के लिए किया गया जिन दोनों में ही हाल-फिलहाल के जीर्णोद्धार में इसका इस्तेमाल बरकरार रहा। आरम्भ में ढलवां लोहे के बीम के पुलों का धड़ल्ले से प्रयोग किया जाता रहा, जैसेकि लिवरपूल और मैनचेस्टर रेलवे के लिए मैनचेस्टर टर्मिनस के वाटर स्ट्रीट पर बना पुल. समस्याओं तब पैदा हुईं जब ] मई 1847 में ध्वस्त हो गया, कम से कम एक वर्ष के बाद इसे खोला गया था। ] पुल की डिजाइन में ग़लती थी, ढलवां लोहे की पट्टियाँ से बंधे हुए थे, जो भूल से संरचना को सुदृढ़ करने के लिए ऐसा किया गया लग रहे थे। निचले किनारों में कम तनाव के साथ, बीम्स के केन्द्रों में झुकाव था, जिसमे ढलवां लोहे की तरह, चिनाई काफी कमजोर थी।
पुल के निर्माण के लिए ढलवां लोहे के इस्तेमाल का सबसे अच्छा तरीका मेहराब का उपयोग है, ताकि सभी पदार्थ संपीड़न में बने रहें. ढलवां लोहा, फिर से चिनाई की तरह, सम्पीडन में बहुत मजबूत है। दूसरे प्रकार के लोहे की तरह और और वास्तव में आम तौर पर अधिकांश धातुओं की तरह, तनाव में मजबूत है और टूटने या दरार पड़ने में कठोर-प्रतिरोधी भी. पिटवां लोहे और ढलवां लोहे के बीच संबंध, संरचनात्मक प्रयोजनों के लिए है, हो सकता है लकड़ी और पत्थर के बीच के रिश्ते के अनुरूप ही सोचा जाता है।
फिर भी, ढलवां लोहे का अनुचित तरीके से संरचनात्मक इस्तेमाल जारी रहा जबतक कि 1879 में टे रेल पुलTay Rail Bridge की गंभीर दुर्घटना नहीं घटी जिसके लिए उपयोग में आयी सामग्री की गुणवत्ता पर भारी संदेह है। टे ब्रिज में टाई छड़ों और टेक लगाने के लिए इस्तेमाल किए गए महत्वपूर्ण लग्स के साथ कॉलम के अभिन्न अंग थे और वे दुर्घटना के प्रारंभिक दौर में असफल रहे। इसके अलावा, बोल्ट के छेद भी छेदन यंत्र से छेद नहीं किए गए थे, सभी तनाव छेद की लंबाई में फैलने के बजाय टाई की छड़ों पर पड़ गए जो एक कोने में रखे हुए थे। प्रतिस्थापन पुल लोहे और इस्पात से बनाया गया।
आगे चलकर भी पुल ध्वस्त हुए, हालांकि, फिर भी 1891 में नोरवुड जंक्शन पर रेल दुर्घटना घटी. रेल लाइनों के नीचे बने ब्रिजों में अंततः हजारों ढलवां लोहे की पटरियां स्टील के समकक्ष बदल दी गयीं।
File:Original_Tay_Bridge_before_the_1879_collapse.jpg|उत्तर से ऑरिजिनल टेय पुलFile:Tay bridge down.JPG|उत्तर से फॉलेन टेय पुलFile:Ironbridge 6.jpg|इंग्लैण्ड के कोलब्रुकडेल पर द आयरन ब्रिज ओवर द रिवर सेवेर्ण.File:Eglinton Castle & Tournament Bridge 1884.jpg|ढलवां लोहा से निर्मित द एग्लिन्टन टूर्नामेंट पुल, उत्तरी आयरशायर, स्कॉटलैंडFile:WalesC0047.jpg|जमीन से द पोंटसिसीलाईट ऐक्विडक्ट, लान्गोलेन, वेल्स देखा गया।
ढलवां लोहे के स्तंभों ने वास्तुकारों को ऊंची इमारतों के निर्माण के लिए आवश्यक अत्यधिक मोटी दीवारों के बिना भी किसी भी ऊंचाई की इमारत की चिनाई में सक्षम बनाया। इस तरह के लचीलेपन के कारण ऊंची इमारतों में बड़ी खिड़कियों के लिए जगह की गुंजाइश हुई। शहरी केन्द्रों में न्यूयॉर्क शहर के सोहो ढलवां लोहा के ऐतिहासिक जिले की तरह उत्पादन हेतु इमारतें और डिपार्टमेंटल स्टोर्स ढलवां लौह-स्तंभों पर बनाए गए हैं ताकि दिन के उजाले को अन्दर आने में कोई दिक्कत न हो। पतले ढलवां लौह-स्तंभ भी इतना वजन तो संभाल ही सकते हैं अन्यथा कारखानों में ऊपर फर्श की सतह खोलने और चर्चों और सभागारों में साइड लाइनों के लिए मोटी चिनाई स्तंभ या मोटे पाए की आवश्यकता होती.
एक अन्य महत्वपूर्ण उपयोग कपडे की मिलों में किया गया। मिलों के भीतर हवा में ऊन, सन या कपास में निहित ज्वलनशील फाइबर से काताई की जाती है। नतीजतन, कपड़ा मिलों में एक खतरनाक ज्वलनशील प्रवृत्ति मौजूद रहती है। समाधान के लिए उन्हें पूरी तरह गैर दहनशील सामग्री से बनाया जाना था और इमारत के लिए, ज्वलनशील लकड़ी की जगह लोहे के फ्रेम, खासकर ढलवां लोहे के, प्रदान करने को ही सुविधाजनक पाया गया। ऐसी पहली इमारत दिठेरिंग्टन Ditherington. में श्रीउसस्बेर्री Shrewsbury की श्रोफ्फ्शायर Shropshire, थी कई अन्य गोदामों के लोहों के खम्भे और बीम बनाने में ढलवां लोहे का उपयोग किया गया, हालांकि दोषपूर्ण डिजाइन के कारण, दरार वाले बीम या अधिक भार कभी कभी इमारत गिरने और संरचनात्मक विफलता की वजह बने।
औद्योगिक क्रांति के दौरान, ढलवां लोहे का भी व्यापक रूप से फ्रेम और मशीनरी के दूसरे स्थायी कल-पुर्जों सहित कपड़ा मिलों में कताई और बाद में बुनाई की मशीनों के लिए भी इस्तेमाल किया गया। ढलवां लोहे का बड़े पैमाने पर इस्तेमाल हुआ है और कई कस्बों में ढलाईखाने हैं जो औद्योगिक और कृषि मशीनरी का उत्पादन करते हैं।