由于球状石墨对基体的割裂作用小，所以通过热处理可以改变球墨铸铁的基体组织，从而提高其力学性能。球墨铸铁的热处理与钢的相似，常用的热处理工艺有以下几种： 

       (1)退火 退火的目的是获得塑性好的铁素体基体，以改善切削性能和消除铸造应力。球墨铸铁的退火工艺有高温退火和低温退火两种。高温退火适用于原始铸态组织中存在渗碳体的铸件，其工艺为：将铸件加热至900~950℃，保温2～5h，随炉缓冷至600℃左右出炉空冷；低温退火适用于原始铸态组织中无渗碳体时，其工艺为：将铸件加热至720~760℃，保温3~6h，随炉缓冷至600℃左右出炉空冷。

       (2)正火 正火的目的是增加基体中珠光体的数量，细化基体组织，提高强度和耐磨性。正火可分为高温正火和低温正火两种。高温正火是将铸件加热到880~920℃，保温3h，然后出炉空冷，获得珠光体型基体组织。低温正火是将铸件加热到840~880℃，保温1～4h，然后出炉空冷。正火后的基体组织为珠光体和少量铁素体，其强度比高温正火略低，但塑性和韧性较高。 由于球墨铸铁的导热性差，正火后有较大的内应力，故正火后需再进行一次去应力退火，即加热到550~600℃，保温3～4h后出炉空冷。

       (3)调质 调质的目的是获得较高的综合力学性能。用于受力复杂要求综合力学性能高的重要零件，如球墨铸铁的连杆、曲轴等。 球墨铸铁调质的工艺为：将铸件加热至850~900℃，保温一定时间，放人油中冷却淬火获得马氏体，然后经550~600℃回火2～4h，最终组织为回火索氏体+球状石墨。

       (4)等温淬火 球墨铸铁经等温淬火后不仅强度高，而且塑性和韧性也良好。这种工艺适用于截面尺寸不大，综合力学性能要求高，而且外形又较复杂、热处理容易变形与开裂的零件，如齿轮、凸轮轴等。 球墨铸铁等温淬火的工艺是：将铸件加热到860~900℃，适当保温后，在300℃左右的等温盐浴中冷却，并保温30~90min。然后取出空冷。等温转变后的组织主要为下贝氏体+球状石墨。