ترکیب شیمیایی یکی از عوامل مهم در شکل‌گیری ساختار و خواص چدن است. تغییر مقدار عناصر موجود در مذاب می‌تواند بر نحوه انجماد، تشکیل گرافیت، ساختار زمینه و در نهایت ویژگی‌های قطعه ریخته‌گری اثر بگذارد. به همین دلیل، در تولید قطعات چدنی نمی‌توان ترکیب شیمیایی را به‌صورت جداگانه از فرآیند ریخته‌گری بررسی کرد. نوع قطعه، ضخامت، هندسه، شرایط کاری و مشخصات فنی موردنظر همگی در تعیین ترکیب مناسب نقش دارند.

چدن تنها از آهن و کربن تشکیل نشده است. عناصر مختلف می‌توانند رفتار مذاب و ساختار قطعه را در هنگام انجماد تغییر دهند. برخی عناصر به تشکیل یا پایدار شدن گرافیت کمک می‌کنند، برخی بر ساختار زمینه اثر می‌گذارند و بعضی عناصر در صورت افزایش بیش از حد می‌توانند موجب ایجاد فازهای نامطلوب یا افزایش احتمال بروز عیوب شوند. بنابراین هدف، صرفاً افزایش مقدار یک عنصر نیست؛ بلکه رسیدن به ترکیبی متناسب با مشخصات قطعه است.

کربن یکی از عناصر اصلی در چدن است و نقش مهمی در تشکیل گرافیت و رفتار انجماد دارد. مقدار کربن و نحوه توزیع آن در کنار سایر عناصر می‌تواند بر قابلیت ریخته‌گری و ساختار نهایی اثر بگذارد. با این حال، افزایش بیش از اندازه کربن نیز لزوماً مطلوب نیست و باید در ارتباط با سایر عوامل، به‌ویژه ترکیب کلی آلیاژ و هندسه قطعه، بررسی شود.

سیلیسیم یکی از عناصر مهم در کنترل رفتار گرافیت در چدن است و می‌تواند بر ساختار زمینه نیز اثر بگذارد. افزایش سیلیسیم در شرایط مناسب می‌تواند به تشکیل گرافیت و بهبود برخی ویژگی‌های ریخته‌گری کمک کند، اما مقدار مناسب آن به نوع چدن و مشخصات قطعه وابسته است. به همین دلیل، نمی‌توان یک مقدار ثابت را برای تمام قطعات چدنی مناسب دانست.

عناصری مانند منگنز، مس و برخی عناصر دیگر می‌توانند بر ساختار زمینه چدن اثرگذار باشند. برای نمونه، برخی از این عناصر تمایل به تشکیل یا افزایش ساختار پرلیتی را بیشتر می‌کنند. تغییر نسبت فریت و پرلیت نیز می‌تواند باعث تغییر ویژگی‌هایی مانند سختی، استحکام و قابلیت ماشین‌کاری شود. این موضوع اهمیت زیادی دارد؛ زیرا دو قطعه با ترکیب پایه مشابه، در صورت تفاوت در ساختار زمینه می‌توانند رفتار مکانیکی متفاوتی داشته باشند.

همه عناصر موجود در مذاب با هدف افزودن به آلیاژ وارد فرآیند نمی‌شوند. بخشی از آن‌ها ممکن است از مواد اولیه، قراضه یا سایر ورودی‌های فرآیند وارد شوند. برخی از این عناصر در مقادیر مشخص اثر محدودی دارند، اما افزایش آن‌ها می‌تواند باعث ایجاد مشکلاتی در ساختار یا خواص قطعه شود. به همین دلیل، کنترل مواد اولیه و شناخت ترکیب ورودی‌ها اهمیت دارد. در تولید قطعات چدنی، کنترل ترکیب شیمیایی باید متناسب با جنس و مشخصات فنی موردنظر انجام شود.

ترکیب شیمیایی تنها بر خواص نهایی قطعه اثر نمی‌گذارد؛ بلکه می‌تواند بر رفتار مذاب و فرآیند انجماد نیز تأثیر داشته باشد. عدم تعادل در ترکیب آلیاژ، در کنار شرایط نامناسب فرآیند، می‌تواند احتمال بروز مشکلاتی مانند تخلخل، انقباض، تشکیل فازهای نامطلوب یا ناهماهنگی ساختار را افزایش دهد. البته نمی‌توان یک عیب ریخته‌گری را همیشه به یک عنصر خاص نسبت داد. منشأ عیب باید با توجه به مجموعه شرایط تولید و مشخصات قطعه بررسی شود.

هندسه قطعه نیز در کنار ترکیب شیمیایی اهمیت دارد. قسمت‌های نازک و ضخیم یک قطعه ممکن است با سرعت یکسانی منجمد نشوند. این تفاوت می‌تواند بر ساختار نهایی و نحوه تشکیل گرافیت اثر بگذارد. به همین دلیل، هنگام انتخاب یا تنظیم ترکیب چدن باید ضخامت و هندسه قطعه نیز در نظر گرفته شود. ترکیبی که برای یک هندسه مناسب است، الزاماً برای قطعه‌ای با ضخامت و شرایط انجماد متفاوت نتیجه یکسانی ایجاد نمی‌کند.

ساختار زمینه و شکل گرافیت می‌توانند بر رفتار چدن هنگام ماشین‌کاری اثرگذار باشند. تغییر در میزان فریت، پرلیت و سایر اجزای ساختار می‌تواند باعث تغییر سختی و قابلیت ماشین‌کاری شود. بنابراین در قطعاتی که پس از ریخته‌گری نیاز به تراشکاری و ماشین‌کاری دارند، این موضوع باید از مرحله تولید در نظر گرفته شود. هدف، دستیابی به ترکیبی است که علاوه بر تأمین الزامات قطعه، با فرآیندهای بعدی تولید نیز سازگار باشد.

یک ترکیب شیمیایی واحد را نمی‌توان برای تمام قطعات چدنی مناسب دانست. برای انتخاب ترکیب مناسب باید عواملی مانند موارد زیر در کنار یکدیگر بررسی شوند: