灰口铸铁的淬火与回火，其组织的变化与钢基本上相同，但因铸件的原始组织和铸件中的石墨分布状况和粗细的不同，这些因素对热处理有明显的影响，故它的加热、保温与冷却不同于钢的热处理。

（１）加热

铸铁的淬火加热温度应在830~900℃，当其基体组织为铁素体时，应取上限，而基体组织为珠光体时，应取下限。

（２）保温

保温时间亦应根据基体组织而定，当原始组织为珠光体时，其保温时间需要充分保证工件各部分加热到指定温度即可。如果原始组织是珠光体+铁素体或为铁素体时，保温时间就必须保证石墨溶解到奥氏体中去，使其达到饱和程度。故应根据基体的不同，其保温时间应为0.5~3h。但保温时间再长不会增加奥氏体中的溶碳量，也不能改善淬火的效果，故没有必要再延长保温时间。

（３）冷却

为了使铸件在淬火时能够获得马氏体组织，而又保证工件不至淬裂或产生过大的变形，应该选择适合的淬火介质。

由于铸铁中的石墨存在（特别是粗片状石墨），容易造成应力集中而造成淬火裂纹，故铸铁一般都采用油作淬火介质，

这里应当说明的是：铸件淬火后的绝对硬度值一般不超过HB500，只有在极少数的情况下，即在良好的原始组织与含有适当的合金元素时才可能达到HB600。

淬火件的回火应在淬火后立即进行，而回火温度应根据工件的具体要求而定。一般的低温（250℃以下）回火，其主要目的是消除淬火应力，减低脆性；高温回火（500~600℃），是为了得到以索氏体为基体的组织。大约从200℃开始，提高回火温度，会逐渐降低硬度、强度，而提高塑性。

灰口铸铁的等温淬火，现在也获得了广泛应用，其操作方法与钢的等温淬火相似。

灰口铸铁同样可采用火焰、浸液与高频表面淬火，其操作方法可参考钢的相关热处理工艺。