热处理只能改变灰铸铁的基体组织，而不能改变石墨的形状、大小和分布情况。因此，灰铸铁的热处理一般是用于消除铸件的内应力和白口组织，稳定铸件尺寸和提高铸件工作表面的硬度及耐磨性，由于石墨的导热性差，因此，在热处理过程中，灰铸铁的加热速度要比非合金钢稍慢些。

(1)去内应力退火(时效处理)

铸铁件在冷却过程中，因各部位的冷却速度不同造成其收缩不一致，从而产生一定的内应力。这种内应力可以通过铸件的变形得到缓解，但这一过程比较缓慢，因此，铸件在形成后一般都需要进行去内应力退火(时效处理)，特别是一些大型、复杂或加工精度较高的铸件(如床身、机架等)必须进行时效处理。

铸件去内应力退火是将铸件缓慢加热到500-650℃，保温一定时间(2-6h)，利用塑性变形降低应力，然后随炉缓冷至200℃以下出炉空冷，也称为人工时效。经过去内应力退火后，可消除铸件内部90%以上的内应力。对于大型铸件可采用自然时效，即将铸件在露天下放置半年以上，使铸造应力缓慢松弛，从而使铸件尺寸稳定去内应力退火温度越髙，铸件内应力消除得越显著，同时铸件尺寸稳定性越好。但随着铸件去内应力退火温度的升高，铸件去内应力退火后的力学性能会变差，因此，要合理选择去内应力退火温度。一般选择去内应力退火温度T(单位：℃)的计算公式为

T=480+0.4σ _b

保温时间一般按每小时热透铸件厚25mm计算。加热速度一般控制在80℃/h以下，复杂零件控制在20℃/h以下。冷却速度一般控制在30℃/h以下，炉冷至200℃后出炉空冷铸件表面被切削加工后，破坏了原有应力场，会导致铸件内应力的重新分布，因此，去内应力退火一般安排在铸件粗加工后进行。对于质量要求很高的精密零件，可在铸件成形和粗加工后分别进行去内应力退火。

(2)软化退火

铸铁件在其表面或某些薄壁处易出现白口组织，故需利用软化退火来消除白口组织，以改善其切削加工性能。

软化退火是将铸件缓慢加热到850-950℃，保持一定时间(一般为1-3h)，使渗碳体分解（Fe₃C→A+G)，然后随炉冷却至400-500℃出炉空冷，得到以铁素体或铁素珠光体为基体的灰铸铁。

(3)正火

铸铁件正火是将铸件加热到850-920℃，经1-3h保温后，出炉空冷，得到以珠光体为基体的灰铸铁。

(4)表面淬火

表面萍火的目的是提高铸铁件(如缸体、机床导轨等)表面硬度和耐票性，常用的表面淬火方法有：火焰加热表面淬火、高频与中频感应表面淬火和电接触加热表面淬火等，如机床导轨采用电接触加热表面淬火后，其表面的耐磨性会显著提高，而且导轨变形小铸件进行表面火前，一般需进行正火处理，以保证其获得65%以上的珠光体组织，铸件淳火后，表面能获得马氏体+石墨组织，表面硬度可达55HRC。