用热处理方法提高灰铸铁力学性能的效果不大。因为灰铸铁中的片状石墨起到了隔热的作用，使得灰铸铁的导热性很差，热处理只能改变灰铸铁表面层的基体组织，不能改变灰铸铁件的内部基体组织，以及石墨的形态与分布。因此灰铸铁热处理主要是为了减少铸件的内应力，提高表面的硬度和耐磨性。灰铸铁常用的热处理方法有下面几种：

1．去应力退火

一些形状复杂和要求尺寸稳定性高的零件，如机床床身、柴油机缸体等，为减少变形和防止开裂，保证尺寸稳定，必须进行消除内应力的退火，又称人工时效。

去应力退火的工艺是：将铸件加热到500~600℃，保温一段时间，然后随炉冷却至150~200℃后出炉。对于大型灰铸铁件也可采用自然时效的方法来消除内应力，即将铸铁件在自然环境中放置很长一段时间，使铸件中的内应力释放。

2．改善切削加工性的退火

铸件的表面及薄壁处，由于冷却速度较快，所以容易出现白口组织，使铸件的硬度和脆性增加，不易进行切削加工。为此必须将铸件加热到共析温度以上，即850～950℃，保温2～5h，然后随炉冷至400~500℃，再出炉空冷，以消除白口组织，改善铸件的切削加工性。

3．表面淬火

表面淬火的目的是提高灰铸铁件表面的硬度和耐磨性。常用表面淬火的方法有感应加热淬火和电接触加热淬火。