铸态下的球墨铸铁基体组织一般为铁素体与珠光体，采用热处理方法来改变球墨铸铁基体组织，可有效地提高力学性能。常用的热处理方法如下： 　　[退火]：球墨铸铁的退火分为去应力退火、低温退火和高温退火。去应力退火工艺与灰铸铁相同。低温退火和高温退火的目的是使组织中的渗碳体分解，获得铁素体球墨铸铁，提高塑性与韧性，改善切削加工性能。[正火]：球墨铸铁正火的目的是增加基体中珠光体的数量，或获得全部珠光体的基体，起细化晶粒，提高铸件的强度和耐磨性能的作用。正火分为低温正火和高温正火。 　　[调质处理]：将铸件加热到860～920℃，保温2～4小时后油中淬火，然后在550～600℃回火2～4小时，得到回火索氏体加球状石墨的组织，具有良好的综合力学性能，用于受力复杂和综合力学性能要求高的重要铸件，如曲轴与连杆等。 　　[等温淬火]：将球墨铸铁型材棒、件加热到850～900℃，保温后迅速放入250～350℃的盐浴中等温60～90分钟，然后出炉空冷，获得下贝氏体基体加球状石墨的组织，使综合力学性能良好，用于形状复杂，热处理易变形开裂，要求强度高、塑性和韧性好、截面尺寸不大的零件。

球墨铸铁型材高温正火温度一般不超过950～980℃，低温正火一般加热到共折温度区间820～860℃。正火之后一般还需进行四人处理，以正火时产生的内应力。由于球墨铸铁型材比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性，因此常常被用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。 球墨铸铁型材主要是由铁、碳和硅组成的合金，在这些合金中，含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。其组织中石墨球细小圆整，球化率高，球数多，无晶间碳化物，机械性能兼有高强度和高塑性。 正是因为所包含的独特成分以及特点，使得球墨铸铁型材具有组织均匀致密，耐压气密性好；减磨性能强，表面质量光洁，尺寸精度高，加工余量小，硬度分布均匀，抗拉伸强度高，无缩松，气孔，夹渣，砂眼等缺陷，机械性能优越等一系列优势，其中比较突出的就是它的高强度和高韧性相结合以及优良的抗疲劳性。