在實(shí)際生產(chǎn)中，由于灰鑄鐵本身力學(xué)性能比較低，通常只用于一些支承與減摩零件，一般以退火處理為主，為了提高強(qiáng)度與耐磨性，可以采用正火處理與表面熱處理等方法。在灰鑄鐵生產(chǎn)中僅采用以下幾種熱處理方法。

1．消除鑄造應(yīng)力的低溫退火

當(dāng)形狀復(fù)雜且壁厚不均勻的鑄件澆注后冷卻時(shí)，因各部分的冷卻速度不同，往往形成很大的殘留內(nèi)應(yīng)力。這不僅要降低鑄件的強(qiáng)度，而且在切削加工后，因應(yīng)力重新分布會(huì)引起鑄件變形，對(duì)精度要求較高的復(fù)雜鑄件，在切削加工前，應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力的低溫退火。這種退火方法有時(shí)也稱為時(shí)效。

熱處理工藝是將鑄件以60~100℃/h的速度緩慢加熱到500~600℃，保溫一段時(shí)間(一般為4～10h，每10mm厚度保溫1h)，再以20~30℃/h的速度緩冷至200℃左右出爐空冷。這樣鑄件的內(nèi)應(yīng)力能基本消除。若鑄件壁厚不均勻、形狀復(fù)雜、內(nèi)應(yīng)力較大，加熱速度應(yīng)稍慢些。提高退火加熱溫度雖然能更有效地消除內(nèi)應(yīng)力，并可縮短保溫時(shí)間，但溫度超過(guò)600℃將引起滲碳體球化，甚至可能分解為石墨，反而降低鑄件的強(qiáng)度、硬度與耐磨性。保溫時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，一般經(jīng)數(shù)小時(shí)后，消除內(nèi)應(yīng)力效果已經(jīng)很顯著。為了防止退火冷卻過(guò)程中重新產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，冷卻速度不能大于50℃/h。通常鑄件只進(jìn)行一次去應(yīng)力退火，而精密零件則進(jìn)行兩次退火，第二次退火處理安排在粗加工之后。

2．消除白口層的軟化退火

鑄件中的石墨量少、分布均勻且細(xì)小可以提高灰鑄鐵的力學(xué)性能，所以降低碳和硅的含量，并加大鑄件的冷卻速度可提高其性能，但這種方法會(huì)在表層或某些薄壁處，因冷卻過(guò)快而出現(xiàn)白口組織，使切削加工難以進(jìn)行，且冷硬層也容易脫落，為此要采用退火或正火來(lái)消除鑄件的白口層，改善可加工性。

熱處理工藝是將鑄件加熱到850～950℃，保溫1～3h，實(shí)現(xiàn)第一階段石墨化，在隨爐冷卻時(shí)使二次滲碳體及部分共析滲碳體石墨化，最終獲得鐵素體、珠光體基體灰鑄鐵。得到的基體組織取決于冷卻速度的大小，若高溫加熱與保溫后采用空冷及正火處理，由于冷速較快，共析滲碳體不能石墨化，可獲得珠光體灰鑄鐵，可保證鑄件的強(qiáng)度與硬度。降低原始鑄件中鐵素體量可使強(qiáng)度、硬度與耐磨性提高。

3．表面淬火

為了提高機(jī)床導(dǎo)軌和內(nèi)燃機(jī)氣缸套這類鑄件的表面硬度與耐磨性，可以采用火焰淬火、高頻感應(yīng)淬火或接觸電阻加熱淬火來(lái)達(dá)到目的。經(jīng)表面淬火后的鑄件，其淬火部位的表面硬度和耐磨性提高，疲勞強(qiáng)度也得到改善，產(chǎn)品的使用壽命延長(zhǎng)。

可用火焰淬火或高、中頻淬火法，使導(dǎo)軌表面在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到很高的溫度(900~1000℃)，然后進(jìn)行噴水冷卻，使表層獲得馬氏體加石墨的淬硬層，珠光體灰鑄鐵經(jīng)表面淬火后硬度達(dá)55HRC左右。在表面淬火前，零件常需要進(jìn)行一次正火處理，使基體組織中珠光體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到65%以上，由此可看出經(jīng)過(guò)孕育處理的鑄件表面淬火效果較好。

火焰淬火的淬硬層厚度可達(dá)2~8mm，淬火后硬度為40~48HRC。火焰淬火的設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作，適用于單件、小批量或大型機(jī)床導(dǎo)軌的淬火。缺點(diǎn)是淬硬層不易控制，容易過(guò)熱，淬火后變形較大。高頻感應(yīng)淬火的質(zhì)量穩(wěn)定，淬硬層為1mm左右，硬度可達(dá)50HRC。與火焰淬火相比，變形較小。中頻感應(yīng)淬火由于頻率低、電流穿透層深，淬硬層厚度達(dá)到3~4mm，硬度可大于50HRC。

4．灰鑄鐵的淬火與回火

這種熱處理的主要目的是改變金屬基體組織，提高鑄鐵的硬度。淬火溫度要選擇在實(shí)際臨界溫度以上30~70℃，由于鑄鐵的導(dǎo)熱性差，保溫時(shí)間一般比鋼延長(zhǎng)一倍作用，淬火冷卻介質(zhì)一般采用油，為了避免淬裂，還可以采取提早出油空冷的辦法?；诣T鐵淬火以后，基體組織為馬氏體或托氏體，高溫回火后轉(zhuǎn)變成回火索氏體。