주철 주조시 냉각속도나 탄소함량에 따라 주철의 강도가 결정됨을 말한다. 주철 중의 탄소는 두 가지 다른 상태로 존재하는데, 탄소(C) 형태로 유리되어 있거나, 탄화철(Fe3C)의 형태로 함유되어 있다. 용해 주철의 냉각속도나, 규소 등의 원소의 함유량(1～3% Si, 0.3～1% Mn, <1% P, <0.1% S)에 따라 구분된다. 일반적으로 주철 중의 탄소는 대부분 흑연이 되며 회색을 띠고 있어 회주철이라 한다. 이에 대하여 냉각속도가 빠르면 C의 대부분은 백색의 시멘타이트(cementite)로 되어 백주철이라 한다. 주철의 물리적 성질은 강과 큰 차이는 없지만 기계적으로 단단하고 강도가 있다. 브리넬 경도(Brinell hardness)는 회주철이 80～250, 백주철이 420 내외이다. 인장강도는 보통 12～20(강한 것은 30～50) kg/mm2이고 신장률은 0이다.