對于承受交變應力、對綜合力學性能要求較高的球墨鑄鐵件,如連桿、曲柄等可采用調質處理。淬火加熱溫度為880~ 920℃,保溫后一般采用油淬火得到細片馬氏體,再經550~600℃回火,其組織為回火索氏體加球狀石墨,調質處理后不僅強度高,抗拉強度可達800~ 1000MPa,而且塑性、韌性比正火狀態好,但僅適用于小型鑄件,尺寸過大時,內部淬不透,調質效果不好。
球墨鑄鐵淬火后硬度可達到58~60HRC,但脆性大,必須進行回火,球墨鑄鐵的回火也分為低溫回火(140~250℃)、中溫回火(350~500℃)和高溫回火(500~ 600℃)三種,在回火時組織的轉變與鋼相同,只是當回火溫度接近600℃或超過600℃后,珠光體開始分解,所以球墨鑄鐵的回火溫度一般不超過600℃。