灰鑄鐵中的石墨是以片狀分布在基體上。熱處理不能改變石墨的形狀和分布特征，所以不能根本改善灰鑄鐵的機械性能。其熱處理目的主要是為了消除應力，消除表面白口層，改善加工性能，也可進行表面淬火適當提高耐磨性。鑄鐵的常用熱處理方法主要有以下幾種：
1、消除應力退火
鑄鐵件在冷卻過程中，由于壁厚不均勻，各部分冷卻速度不同造成組織轉變不同，故鑄件存在較大應力，使逐漸開裂或者扁形。
為了消除應力，鑄件在室溫或者是低于300度裝爐，然后以每小時80度的速度加熱到500度—560度，以每10mm的厚度保溫1個小時計算保溫時間，然后以每小時30度—50度的速度進行緩冷至200度以下出爐空冷。
2、軟化退火
軟化退火也成為石墨化退火，目的是使鑄鐵中的滲碳體全部或部分分解為石墨，降低硬度、改善切削加工性。軟化退火按采用溫度的不同，主要分為以下兩種。
（1）低溫軟化淬火：將逐漸加熱到650度—700度，保溫1—4個小時，爐冷。退火后可以獲得珠光體、鐵素體、石墨的組織。
（2）高溫軟化退火：將鑄件緩慢加熱到850度—950度，保溫2—5個小時，使共晶體分解成鐵素體和片狀石墨。并在隨爐冷卻過程中，使共析發全分解，以獲得鐵素體基體的灰鑄鐵。
軟化退火后，使白口層消除，硬度約下降為150—200HBS。便于進行機械加工。
3、正火處理
鑄件中鐵素體量過多硬度會降低，為了獲得珠光體基體組織，提高強度、硬度和耐磨性，可進行正火。
正火是將鑄件加熱到850—880度，保溫1—4個小時，使鐵素體轉變為奧氏體，然后空冷。大尺寸鑄件可以噴霧冷卻，獲得珠光體灰鑄鐵。
4、表面淬火
為了提高灰鑄鐵的表面硬度和耐磨性，可采取表面淬火，利用火焰加熱或高頻加熱，然后快冷。對于導軌，目前采用滾輪電接觸加熱。滾輪沿導軌運動時，輪與導軌之間電阻大而發熱，利用導軌自冷進行淬火。
不過在表面淬火的時候也要注意，只有原始組織中珠光體較多時才能獲得良好的效果。
在工業生產中，鑄鐵是很常用的加工材料之一，在工業上使用的鑄鐵大多是灰鑄鐵。對于鑄鐵進行熱加工主要是為了消除鑄造的應力，改善機體的組織，有效提高鑄鐵的硬度以及耐磨性。灰鑄鐵是鑄鐵中的一種，本文對灰鑄鐵的熱處理進行了大致的介紹。