对于承受交变应力、对综合力学性能要求较高的球墨铸铁件，如连杆、曲柄等可采用调质热处理。淬火加热温度为880~920℃，保温后一般采用油淬火得到细片马氏体，再经550~600℃回火，其组织为回火索氏体加球状石墨，调质热处理后不仅强度高，抗拉强度可达800~ 1000MPa，而且塑性、韧性比正火状态好，但仅适用于小型铸件，尺寸过大时，内部淬不透，调质效果不好。

球墨铸铁淬火后硬度可达到58~60HRC，但脆性大，必须进行回火，球墨铸铁的回火也分为低温回火(140~250℃)、中温回火(350~500℃)和高温回火(500~ 600℃)三种，在回火时组织的转变与钢相同，只是当回火温度接近600℃或超过600℃后，珠光体开始分解，所以球墨铸铁的回火温度一般不超过600℃。