為了獲得灰鐵鑄件一定的強度和韌性，把淬火和高溫回火結合起來的工藝，稱為調質。灰鐵鑄件淬火形成過飽和固溶體后，將灰鐵鑄件置于室溫或稍高的適當溫度下，保持較長時間，以提高灰鐵鑄件的硬度、強度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時效處理。
　    灰鑄鐵是機械工業中應用廣的材料，灰鑄鐵顯微組織復雜，可以通過熱處理予以控制，所以灰鑄鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。為使灰鐵鑄件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。灰鐵鑄件熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變灰鐵鑄件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變灰鐵鑄件內部的顯微組織，或改變灰鐵鑄件表面的化學成分，賦予或改善灰鐵鑄件的使用性能。其特點是改善灰鐵鑄件的內在質量，而這一般不是肉眼所能看到的。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學性能，以獲得不同的使用性能。
        熱處理是灰鐵鑄件制造過程中的重要工序之一。大體來說，它可以保證和提高灰鐵鑄件的各種性能 ，如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善灰鐵鑄件的組織和應力狀態，以利于進行各種冷、熱加工。灰鐵鑄件熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。整體熱處理是對灰鐵鑄件整體加熱，然后以適當的速度冷卻，獲得灰鐵鑄件需要的金相組織，以改變灰鐵鑄件整體力學性能的金屬熱處理工藝。灰鐵鑄件整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。
 　　把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結合起來進行，使灰鐵鑄件獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱處理；在負壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理，它不僅能使灰鐵鑄件不氧化，不脫碳，保持處理后灰鐵鑄件表面光潔，提高灰鐵鑄件的性能，還可以通入滲劑進行化學熱處理。　　
　    灰鐵鑄件熱時效處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。加熱是灰鐵鑄件熱處理的重要工序之一。灰鐵鑄件熱處理的加熱方法很多，早是采用木炭和煤作為熱源，進而應用液體和氣體燃料。電的應用使加熱易于控制，且無環境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動粒子進行間接加熱。灰鐵鑄件加熱時，灰鐵鑄件暴露在空氣中，常常發生氧化、脫碳，這對于熱處理后灰鐵鑄件的表面性能有很不利的影響。因而灰鐵鑄件通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進行保護加熱。加熱溫度是灰鐵鑄件熱處理工藝的重要工藝參數之一，選擇和控制加熱溫度 ，是保證熱處理質量的主要問題。加熱溫度一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織。另外轉變需要一定的時間，因此當灰鐵鑄件表面達到要求的加熱溫度時，還須在此溫度保持一定時間，使灰鐵鑄件內外溫度一致，使顯微組織轉變完全，這段時間稱為保溫時間。冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。
         灰鐵鑄件熱時效處理的目的：1．降低灰鐵鑄件脆性，消除或減少鑄造內應力。2．獲得灰鐵鑄件所要求的機械性能，減小脆性，得到灰鐵鑄件所需要的韌性、塑性。3．穩定灰鐵鑄件尺寸和結構。4．調整硬度，使灰鐵鑄件中碳化物適當聚集，將硬度降低，以利切削加工。