球墨鑄鐵件熱處理與鋼的熱處理基本相似，但由于有石墨相的存在，而且其含硅量較高，因此，又有它本身的特點。

(1)球墨鑄鐵是多元合金，主要是鐵一碳一硅當、元素，因此，可以近似用Fe-C-Si三元合金相圖來研究其固態相變過程。與鋼不同，球墨鑄鐵共析轉變是發生在一個相當寬的溫度范圍內，攔日之個溫度范圍內同時存在著鐵素體、奧氏體和石墨(或滲碳體)三相的穩定(或介穩定)平衡。在馬氏體轉變的各個不同溫度不鐵素體和奧氏體有不同的含碳量，所以，控制不同的加熱溫度和保溫時間，淬火(正火)后可以獲得不同比例的鐵素體和馬氏體(珠光體)，從而可以大幅度調整球墨鑄鐵的力學性能。需要指出，在這個溫度區間加熱所的鐵素體，其冷卻后的形態多為條塊狀、破碎狀和網狀，與通常的牛眼狀鐵素體不同。這種形態的鐵素體有利于塑性和韌性的提高。

(2)球墨鑄鐵化學成分對其臨界溫度有很大的影響。由于對球墨鑄件性能要求不同，其含硅量的變化也較大，而硅對臨界溫度范圍的影響是很大的。一般來講，含硅量提高1%可提高共析轉變的上臨界點約40℃，可提高其下臨界點約30℃。由此可見：在加熱時，硅對上臨界點的影響比下臨界點的影響為大，同時硅也促使共析轉變的臨界溫度范圍變寬。而錳卻降低共析轉變穩定，錳含量增加100，加熱時臨界點降低15~18℃，冷卻時臨界點降低40~50℃。對于普通球墨鑄鐵與馬氏體球墨鑄鐵，由于錳含量控制較低，故錳對共析轉變臨界溫度的影響可忽略不計。但對以硅、錳為主要合金元素的貝氏體球墨鑄鐵，錳的影響不可忽略。

(3)在熱處理過程中，球狀石墨作為球鐵中的一個相，也參與相變過程。石墨的存在相當于一個“貯碳庫”，在加熱時，球狀石墨表面的碳會部分溶入奧氏體中，供應其平衡所的碳量，加熱溫度愈高，球狀石墨溶入奧氏體的碳量愈高，故可以通過控制加熱溫度來控制奧氏體的含碳量。淬火冷卻后可以含碳量不同的馬氏體。而奧氏體化后的球墨鑄鐵在共析轉變溫度以下緩慢冷卻時又會析出石墨，或沉積在原有石墨表面上，或形成退火石墨。如冷卻速度較快時，其將沿奧氏體晶界析出網狀滲碳體。

從上述球墨鑄鐵熱處理相變特點來看，熱處理時加熱溫度的選擇是相當重要的。由于球墨鑄鐵含硅量較高，其共析轉變臨界溫度較高，同時石墨的導熱性較差，故石墨向奧氏體中的溶解較滲碳體困難。因此，球墨鑄鐵熱處理時，加熱溫度較高，保溫時間也較長。隨著奧氏體化溫度的提高，奧氏體含碳量增加，如圖3所示。而隨著奧氏體化溫度奧氏體溶碳量增加，則淬火冷卻后殘余奧氏體數量也較多。球墨鑄鐵在不同加熱溫度下淬火，經過250℃回火后其硬度和沖擊韌性，隨著奧氏體化溫度升高，其硬度趨向提高，沖擊韌性趨向降低。不過奧氏體化溫度進一步提高，其硬度與沖擊韌性降低的趨勢則趨向緩和。