由于灰铸铁焊接平台铸件组织中存在着大量片状石墨，削弱了基体，因此灰铸铁件的热处理只能改变基体组织，而不能改变石墨的存在状态，所以不能显著地提高力学性能。
但灰铸铁件可以采用低温退火（或时效热处理），以消除铸造过程中所形成的内应力，并防止铸件在加工后或使用中变形与开裂。通常，灰铸铁件的人炉温度不应超过4000C，形状复杂件应在3500C以下，升温速度为40～1200C/h，加热温度多为450～6200C。提高加热温度可缩短保温时间，并有效地消除内应力。但加热温度过高则使渗碳体分解与粒化，降低硬度和强度。保温时间一般为2～8h，视铸件大小和装炉量而定。冷却速度为20～600C/h，随炉冷却至2500C以下，方可出炉冷却。
一般灰铸铁件，若碳、硅含量低，或冷却速度快，则往往在表层、薄壁处产生较多的渗碳体，严重时会形成白口组织，增加脆性，不利于切削。为此，应采用高温退火（或石墨化退火）以消除白口组织。高温退火的人炉温度、加热速度、冷却方法与消除内应力的低温退火方法相近，但高温退火的加热温度高，一般为850～9300C。
如果灰铸铁件中无白口层，只是要降低硬度，提高塑性，改善切削加工性能，则也可采用低温退火。通过低温退火可将共析渗碳体球化，或少量分解，从而降低硬度。应该注意：这种低温退火温度常为600～7500C，略高于消除内应力的低温退火温度。
灰铸铁件常用的热处理工艺规范及其选用可参见表4. 6-1和表4.6-2。