（１）时效

一般情况下灰口铸铁热处理性能不佳。过去在生产一些大型设备底座、支撑等零件时由于尺寸不较大，不便于或者不值得进行热处理时，经常采用把大型的灰口铸铁铸件放在露天，在常温下通过很长时间的放置，使其内部的铸造应力消除，这种工艺叫做自然时效。在这个过程中，由于长时间防置（有时候可达到十多月），铸件中各部分之间的铸造应力通过逐步的平衡消除一部分，满足使用要求。现在已经基本不用。

（２）消除内应力的退火

低温退火（人工时效处理）：在铸件开箱之后立即转入100~200℃的炉中，随炉缓慢升温至500~600℃，经长时间（一般每10mm截面保温2h）保温后，随炉缓冷至150~200℃出炉空冷，这种热处理工艺称为低温退火。经过时效处理，常可消除内应力90%以上。

注意：时效处理加热温度一般不超过600℃，以免共析渗碳体分解、球化，降低铸件强度、硬度和耐磨性。

（３）改善切削加工性的退火

高温退火：将铸件加热至850~900℃，保温2~5h，使渗碳体分解为石墨，而后随炉缓慢冷却至400~500℃，再置于空气中冷却。

（４）表面淬火

铸铁和钢一样，可以采用高频表面淬火、火焰表面淬火及接触电热表面淬火等表面淬火工艺使铸件表面获得细马氏体加石墨的硬化层，从而提高灰口铸铁的表面强度、耐磨性和疲劳强度。灰口铸铁的特点是：这样的表面硬化层必须很薄，否则会造成相反的结果。