球铁淬火过程中基体组织的转变与钢基体相同。即将铸件加热到Ac以上温度，保温一定时间，使基体组织转变为均一的奥氏体，然后在水、油或熔盐中快速冷却，得到马氏体组织。球铁的回火是将淬火后的铸件重新加热到Ac以下温度，保温一段时间空冷。

   （1）淬火温度   根据球铁的化学成分和原始组织来选择。如含硅量在2%~3%时，淬火温度取850~900℃为宜。含硅量高，取上限，反之取下限。珠光体基体球铁的淬火温度较铁素体基体球铁低。过高的淬火温度，将使马氏体针变粗并增加残余奥氏体量，使机械性能变坏，尤其韧性显著下降。因此，在保证奥氏体化的前提下，应尽量采用较低的淬火温度。

   （2）保温时间   为了使一部分石墨碳在淬火加热时融入奥氏体，必须有一定的保温时间，但保温时间太长会导致奥氏体经理粗化。因此保温时间在能保证奥氏体为碳所饱和的原则下，愈短愈好。此外，原始组织对保温时间有较大影响。原始组织为铁素体基体者，保温时间应适当延长。

   （3）淬火介质   球铁含硅量较高，又含有镁和稀土元素，因此具有较好的淬透性。故除了形状简单而硬度又要求较高时采用水淬外，一般宜用油冷或熔盐冷却，这样可以减少变形和防止开裂。采用水冷的铸件，应在未冷透前（200℃左右）,取出空冷并及时回火。

   (4)回火   球铁淬火后的基体组织为马氏体+少量残余奥氏体，硬度可达58~60HRC。淬火组织不稳定，内应力很大，强度低，脆性，因此彼此立即回火。

   根据对球铁机械性能的要求不同，采用不同的回火温度。与钢件一样，球铁也分低温回火（140~250℃）、   中温回火（350~500℃）和高温回火（600~600℃）三类，回火时组织的转变与钢相同，球铁淬火后的硬度和强度在回火温度高于450~500℃时才急剧下降。这是因为铸铁中的含硅量较高，使球铁比碳钢具有较高的抗回火稳定性。

   球铁在高于600℃回火时，珠光体中的渗碳体开始分解析出石墨。因此，回火温度不宜超过600℃。

   回火时间一般为0.5~3h。回火后采用空冷，也可油冷或水冷。不可以采用炉冷，因缓慢冷却将使冲击韧性急剧下降。

   （5）等温淬火   等温淬火是使球铁获得高强度，同时具有较高韧性和塑性的热处理方法，等温淬火还可使行转复杂的铸件减少变形和防止开裂。广泛用于拖拉机减速齿轮、柴油机凸轮轴等重要球铁铸件的热处理。

   等温淬火温度一般常选择在Ac+(30~60)℃，目前国内多采用800~920℃，淬火加热温度应能使球铁基体组织全部奥氏体化，并溶入足够的石墨碳而又不制造成奥氏体晶粒粗大。淬火温度过高，不仅奥氏体晶粒粗大，而且淬火后残余奥氏体量增加，使机械性能恶化。加热温度太低，铁素体不能全部转变成奥氏体，使淬火后的硬度降低。因此，铸态组织中铁素体量多时，应取上限。同时，因硅能提高临界温度，随铸件中含硅量增加，加热温度亦应相应提高。

   球铁等温淬火加热时间以能使铸件热透和奥氏体均匀化为原则。在盐浴中的加热保温系数为40~45s/mm，箱式电炉中的加热保温时间为盐浴中的2~3倍。

   等温温度与时间应根据所要求的性能及C曲线来确定。工厂中多采用260~360℃，等温45~90min，可以获得高强度与一定韧性相配合的以下贝氏体为主+残余奥氏体+少量马氏体的基体组织。

   等温温度过低（小于250℃），淬火后基体组织中出现大量马氏体+残余奥氏体，其硬度虽高但韧性低；如在350~450℃等温淬火时，获得上贝氏体+残余奥氏体+极少量马氏体基体组织，也不能得到良好的综合机械性能。等温时间应足够，以保证贝氏体充分转变。时间太短，贝氏体转变不充分，没有转变的奥氏体在空冷时将变为马氏体，从而使冲击韧性降低。等温淬火只用于尺寸较小的铸件（有效厚度≤30mm）。