鑄鐵生產除適當地選擇優學成分以得到～定的組織外，熱處理也是進一步調整和改進基體組織以提高鑄鐵性能的一種重要途徑。鑄鐵的熱處理和鋼的熱處埋有相同之處，也有不同之處。鑄鐵的熱處理一般不能改善原始組織中石墨的形態和分布狀況。對灰口鑄鐵來說，由于片狀石墨所引起的應力集中效應是對鑄鐵性能起主導作用的困素，因此對灰口鑄鐵施以熱處理的強化效果遠不如鋼和球鐵那樣顯著。故友口鑄鐵熱處理工藝主要為退火、正火等。對于球鐵來說，由于石墨呈球狀，對基體的割裂作用大大減輕，通過熱處理可使基作組織充分發揮作用，從而可以顯著改善球性的機械性能。故球鐵像鋼一樣，其熱處理工藝有退火、正火、調質、多溫淬火、感應加熱淬火和表面化學熱處理等。
鑄鐵的熱處理工藝：
1.消除應力退火
由于鑄件壁厚不均勻，在加熱，冷卻及相變過程中，會產生效應力和組織應力。另外大型零件在機加工之后其內部也易殘存應力，所有這些內應力都必須消除。去應力退火通常的加熱溫度為500～550℃保溫時間為2～8h，然后爐冷(灰口鐵)或空冷(球鐵)。采用這種工藝可消除鑄件內應力的90～95%，但鑄鐵組織不發生變化。若溫度超過550℃或保溫時間過長，反而會引起石墨化，使鑄件強度和硬度降低。
2.消除鑄件白口的高溫石墨化退火
鑄件冷卻時，表層及薄截面處，往往產生白口。白口組織硬而脆、加工性能差、易剝落。因此必須采用退火(或正火)的方法消除白口組織。退火工藝為：加熱到550-950℃保溫2～5 h，隨后爐冷到500—550℃再出爐空冷。在高溫保溫期間，游高滲碳體和共晶滲碳體分解為石墨和A，在隨后護冷過程中二次滲碳體和共析滲碳體也分解，發生石墨化過程。由于滲碳體的分解，導致硬度下降，從而提高了切削加工性。