灰鑄鐵熱處理只能改變基體組織，不能改變石墨的形態和分布，所以灰鐵熱處理不能顯著其力學性能，主要用來鑄件內應力、穩定尺寸、切削加工性和提高鑄件表面。
　　1、內應力退火
　　在鑄造過程中，產生很大的內應力不僅降低鑄件強度，而且使鑄件產生曲、形變，甚至開裂。因此，鑄鐵件鑄造后須進行應力退火，又稱人工時效。即將件緩慢加熱到500℃～550℃適當保溫（每10mm截面保溫2h）后，隨爐緩冷至150℃～200℃出爐空冷。去應力退火加熱溫度一般不超過560℃，以免共析滲碳體分解、球化，降低鑄件強度、硬度和。
　　2、白囗組織的退火正火
　　鑄件冷卻時，表層及截面較薄部位由于冷卻，易出現白口組織使硬度升高，難以切削加工。通常將件加熱至850℃～950℃保溫1～4h，然后隨爐緩冷，使部分滲碳體分解，鐵素體基或鐵素體-珠光體基從鑄鐵，從而白口，降低硬度，切削加工性。正火是將鑄件加熱至850℃～950℃保溫1～3h后出爐空冷，使共析滲碳體不發生分解，珠光體基灰鑄鐵，既了白口，了加工性，又提高了鑄件的強度、硬度和。
　　3、表面淬火
　　鑄鐵件和鋼一樣，可以采用表面淬火工藝使鑄件表面獲得回火馬氏體加片狀石墨的硬化層，從而提高灰鑄鐵件（如機床導軌）的表面強度、和疲勞強度，延長其使用壽命。為了獲得較好的表面誶火效果，對高、中頻淬火，一般希望采用珠光體灰鑄鐵，是細片狀石墨的孕育鑄鐵。