灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁，因断裂时断口呈暗灰色，故称为灰铸铁。主要成分是铁、碳、硅、锰、硫、磷，是应用最广的铸铁，其产量占铸铁总产量80%以上。按GB/T 9439－1988规定，根据直径30mm单铸试棒的抗拉强度，将灰铸铁分为六个牌号，如下
灰铸铁的热处理后只能改变基体组织，不能改变石墨的形态，因而不可能明显提高灰铸铁件的力学性能。灰铸铁的热处理主要用于消除铸件内应力和白口组织，稳定尺寸，改善切削加工性能，提高表面硬度和耐磨性等。常见的热处理工艺主要有：
1.时效处理:形状复杂的铸件由于各部位壁厚均匀而在铸造过程中产生内应力使铸件产生变形和开裂，时效处理的目的就是消除这种应力。时效处理分自然时效和人工时效。自然时效就是将铸件露天放置几个月半年甚至更长，让铸件自然缓慢发生变形从而消除应力，这种方法生产周期长，消除应力不彻底，已较少采用。人工时效也就是低温退火，将铸件以缓慢的升温速度（60~100℃/h）加热到520-550℃，保温一段时间后随炉以缓慢的速度（20~30℃/h）冷却至150-200℃，出炉空冷，此时铸件应力基本消除，若加热过高（超过560℃）或保温时间过长，反而使珠光体分解从而导致铸件强度和硬度降低。
2.石墨化退火:铸件冷却凝固时在表面或某些较薄截面处，由于冷却速度较快易出现白口组织，使铸件的硬度和脆性增加，不易切削加工，其处理工艺为：将铸件加热到900~960℃保温1-4h，然后随炉冷却。消除白口组织主要通过铸造工艺来解决。
