球墨铸铁的热处理可以像钢一样，凡能改变金属基体的各种热处理方法，对球墨铸铁均有效，其加热冷却过程中的相变原理也与钢相似。一般可以进行退火、正火、淬火、回火、调质等处理。球墨铸铁的退火主要包括消除内应力退火、低温石墨化退火和高温石墨化退火。球墨铸铁退火温度是根据不同工艺和情况而定的。
1、消除内应力退火
由于球墨铸铁的弹性模量比灰铸铁高，所以铸造后产生的内应力要比灰铸铁高1～2倍。如果用球墨铸铁制造形状复杂的零件，产生的内应力会更大。在加工和使用过程中，随着应力的逐渐释放，零件会产生变形，影响零件的精度和使用性能。因此，对于不再进行其他热处理的铸件，都应进行消除内应力退火。
铁素体球墨铸铁的消除应力退火温度为600~650℃，珠光体球墨铸铁的退火温度为500~600℃，保温时间为2～8h。保温后随炉缓冷(25~30℃/h)到150~200℃出炉空冷。退火后铸件的内应力可除去90%~95%，消除内应力退火还可用于正火后的球墨铸铁件。
2、低温石墨化退火
当铁素体球墨铸铁的铸态组织中没有自由渗碳体而出现珠光体时，为了获得完全的铁素体球墨铸铁，得到单一的铁素体基体组织，就需要使珠光体中的共析渗碳体分解为铁素体和石墨，以提高铸件的韧性。对于这种情况，可以采用低温石墨化退火的方式。
低温石墨化退火的加热温度为720~760℃，保温2～8h，炉冷至600℃出炉空冷。有的采用在720~780℃保温1～3h，炉冷至680~700℃等温一定时间（根据具体情况定），炉冷至600℃出炉空冷。
3、高温石墨化退火
高温石墨退火的目的是消除球墨铸铁的白口，改善切削加工性能，提高塑性和韧性。
在球墨铸铁的生产过程中，由于化学成分控制不当，或铸铁薄厚不均，冷却速度不匀，使铸态组织中往往出现一定数量的自由渗碳体，因而产生白口。由于白口硬度高、脆性大，不但使铸件的力学性能受到破坏，还给切削加工带来了很大困难。进行高温石墨化退火可以消除白口，根据所得基体组织的不同，冷却方法不同，高温石墨化退火方法有以下两种：
②获得高韧性的铁素体球墨铸铁。将铸件加热到900~960℃，保温时间为1～4h（完成第一阶段石墨化），在高温保温后炉冷到600℃出炉空冷；也可以在高温保温后炉冷至720~760℃等温2～6h（完成第二阶段石墨化），然后炉冷至600℃出炉空冷。
二、球墨铸铁退火目的是什么
球墨铸铁退火主要是为了能让球墨铸铁管表现出良好的物理特性。国家标准GB/T13295及国标标准ISO2531对于球墨铸铁管的延伸率有一定的要求，通常要求达到10%。而市场中一些水冷型球墨铸铁管材质其延伸率根本达不到国家标准的要求，仅仅为2%-5%，分析其原因主要是两方面：①一是由于球墨铸铁材质球化率达不到要求，导致其结构密度较低，铁素体在其材质中呈现片状。②其二，由于铸造过程中液态铁冷却速度很快，在其快速凝固的同时，结构中有15%-25%的共晶碳体产生，其材质断裂处呈现"白口化"。
所以，为了提高球墨铸铁管材质的延伸率，通常需要在高温连续式退火炉进行退火，以消除共晶碳素休产生。退火炉的温度通常达到1000度以上。
不退火的球墨铸铁材质通常会表现为以下物理性能变化：
经过退火处理的球墨铸铁材质通常会表现出以下物理性能变化：
而经过高温退火处理过的球墨铸铁管则会表现出良好的物理性能，有较好的延伸率，不易损坏，在外力作用下产生轻微变形，不会导致出现开裂，适合比较恶劣的安装环境。