根據(jù)熱處理目的的不同，球墨鑄鐵常用的熱處理方法有以下幾種：
(1)高溫退火和低溫退火。退火的目的是為了獲得鐵素體基體球墨鑄鐵。澆鑄后鑄件組織中常會(huì)出現(xiàn)不同數(shù)量的珠光體和滲碳體，使切削加工變得較難進(jìn)行。為了改善其加工性，同時(shí)消除鑄造應(yīng)力，需進(jìn)行退火處理。當(dāng)鑄態(tài)組織為F+P+Fe3C+G（石墨）時(shí)，則進(jìn)行高溫退火，即將鑄件加熱至共析溫度以上（約900～950℃），保溫2～5h，然后隨爐冷至600℃出爐空冷。當(dāng)鑄態(tài)組織為F+P+G（石墨）時(shí)，則進(jìn)行低溫退火，即將鑄件加熱至共析溫度附近（約700～760℃），保溫3～6h，然后隨爐冷至600℃出爐空冷。
(2)正火。正火可分為高溫和低溫正火兩種。高溫正火是將鑄件加熱至共析溫度以上，一般為880～920℃，保溫1～3h，然后空冷，使其在共析溫度范圍內(nèi)快速冷卻，以獲得珠光體球墨鑄鐵。對厚壁鑄件，應(yīng)采用風(fēng)冷，甚至噴霧冷卻，以保證獲得珠光體基體。若鑄態(tài)組織中有自由滲碳體存在，正火溫度應(yīng)提高至950～980℃，使自由滲碳體在高溫下全部溶入奧氏體。低溫正火是將鑄件加熱至840～860℃，保溫1～4h，出爐空冷。低溫正火獲得珠光體+鐵素體基體的球墨鑄鐵。球墨鑄鐵的導(dǎo)熱性較差，正火后鑄件內(nèi)應(yīng)力較大，因此正火后應(yīng)進(jìn)行一次消除應(yīng)力退火，即加熱到550～600℃，保溫3～4h出爐空冷。
(3)等溫淬火。等溫淬火適用于形狀復(fù)雜易變形、同時(shí)要求綜合力學(xué)性能高的球墨鑄鐵件。方法是將鑄件加熱至860～920℃，適當(dāng)保溫并迅速放入250～350℃的鹽浴爐中進(jìn)行0.5～1h的等溫處理，然后取出空冷。等溫淬火后得到下貝氏體+少量殘留奧氏體+球狀石墨。由于等溫淬火內(nèi)應(yīng)力不大，可不進(jìn)行回火。等溫淬火后其抗拉強(qiáng)度σb可達(dá)1100～1600MPa，硬度38～50HRC，沖擊韌度αK為30～100J/cm2。可見，等溫淬火是提高球墨鑄鐵綜合力學(xué)性能的有效途徑，但僅適用于結(jié)構(gòu)尺寸不大的零件，如尺寸不大的齒輪、滾動(dòng)軸承套圈、凸輪軸等。
(4)調(diào)質(zhì)處理。對于受力復(fù)雜、截面尺寸較大的鑄件，一般采用調(diào)質(zhì)處理來滿足高綜合力學(xué)性能的要求。調(diào)質(zhì)處理時(shí)將鑄件加熱至860～920℃，保溫后油冷，而后在550～620℃高溫回火2～6h，獲得回火索氏體和球狀石墨組織，硬度為250～300HBW，具有良好的綜合力學(xué)性能，常用來處理柴油機(jī)曲軸、連桿等零件。
球墨鑄鐵除了能采用上述熱處理工藝外，還可以采用表面強(qiáng)化處理，如滲氮、離子滲氮、滲硼等。
