In sostituzione dell'acciaio, la ghisa duttile è stata sviluppata nel 1949. L'acciaio fuso contiene meno del 0,3% di carbonio, mentre la ghisa e la ghisa duttile contengono almeno il 3% di carbonio. Il basso contenuto di carbonio nell'acciaio fuso è tale che il carbonio presente come grafite libera non forma scaglie strutturali. La forma naturale del carbonio nella ghisa è sotto forma di scaglie di grafite libera. In ghisa sferoidale, queste scaglie di grafite vengono trasformate in minuscole sfere mediante un trattamento speciale. Questa sfera migliorata fa sì che il ferro duttile abbia proprietà fisiche più eccellenti rispetto alla ghisa e all'acciaio. È questa microstruttura sferica del carbonio che rende la ghisa duttile più duttile e resistente agli urti, mentre la forma a scaglie all'interno della ghisa rende la ghisa meno duttile. La duttilità ottimale si ottiene attraverso una matrice ferritica, pertanto tutte le parti caricate in pressione in ferro duttile NIBCO sono trattate con un ciclo di ricottura ferritizzante. La struttura sferica all'interno della ghisa duttile può anche eliminare il fenomeno di fessurazione che la grafite lamellare all'interno della ghisa è facile da produrre. Nelle micrografie della ghisa sferoidale, si possono vedere crepe che viaggiano verso sfere di grafite e terminano. All'interno dell'industria del ferro duttile, questi noduli di grafite sono noti come "tappi di rottura" a causa della loro capacità di prevenire la frattura. Il ferro duttile è talvolta indicato come il metallo "meglio dei due mondi", il che significa che ha la forza dell'acciaio fuso e l'eccellente resistenza alla corrosione della ghisa.
Confronto tra ghisa sferoidale e ghisa (ghisa grigia) Rispetto alla ghisa, la ghisa sferoidale presenta un vantaggio assoluto in termini di resistenza. La resistenza alla trazione della ghisa duttile è di 60k, mentre quella della ghisa è di soli 31k. La resistenza allo snervamento della ghisa duttile è di 40k mentre la ghisa non mostra una resistenza allo snervamento e alla fine si rompe. Il rapporto forza-costo della ghisa duttile è di gran lunga superiore a quello della ghisa. (vedere pagina 83 per un confronto completo delle proprietà meccaniche). Il ferro duttile è uguale alla ghisa in termini di resistenza alla corrosione.
Ghisa duttile contro acciaio fuso La resistenza della ghisa duttile è paragonabile a quella dell'acciaio fuso. La ghisa duttile ha un carico di snervamento più elevato, con un carico di snervamento minimo di 40k, mentre l'acciaio fuso ha un carico di snervamento di soli 36k. (vedere pagina 83 per un confronto completo delle proprietà meccaniche). Nella maggior parte delle applicazioni municipali, come: acqua, acqua salata, vapore, ecc., la resistenza alla corrosione e all'ossidazione della ghisa duttile supera quella dell'acciaio fuso. A causa della microstruttura sferica della grafite della ghisa sferoidale, la ghisa sferoidale è superiore all'acciaio fuso in termini di capacità di smorzamento delle vibrazioni, quindi è più favorevole alla riduzione dello stress. Un motivo importante per la scelta del ferro duttile è che il ferro duttile è più economico dell'acciaio fuso. Il basso costo della ghisa duttile rende questo materiale più popolare, la fusione più efficiente e meno costi di lavorazione della ghisa duttile.
