調質鋼，一般是指含碳量在0.3-0.6%的中碳鋼。一般用這類鋼制作的零件要求具有很好的綜合機械性能，即在保持較高的強度的同時又具有很好的塑性和韌性，人們往往使用調質處理來達到這個目的，所以人們習慣上就把這一類鋼稱作調質鋼。

各類機器上的結構零件大量采用調質鋼，是結構鋼中使用最廣泛的一類鋼。

調質鋼碳含量0.3~0.5%，并含有一種或幾種合金元素，具有較低或中等的合金化程度。鋼中合金元素的作用主要是提高鋼的淬透性和保證零件在高溫回火后獲得預期的綜合性能。

熱處理工藝是在臨界點以上一定溫度加熱后淬火成馬氏體，并在500℃~650℃回火。熱處理后的金相組織是回火索氏體。這種組織具有強度、塑性和韌性的良好配合。

除一般的冶金方面的低倍和高倍組織要求外，主要為鋼的力學性能以及與工作可靠性和壽命密切相關的冷脆性轉變溫度、斷裂韌性和疲勞抗力等。在特定條件下，還要求具有耐磨性、耐蝕性和一定的抗熱性。

由于調質鋼最終采用高溫回火，能使鋼中應力完全消除，鋼的氫脆破壞傾向性小，缺口敏感性較低，脆性破壞抗力較大，但也存在特有的高溫回火脆性。

大多數調質鋼為中碳合金結構，屈服強度在490~1200Mpa。以焊接性能為突出要求的調質鋼，為低碳合金結構鋼，屈服強度一般為490~800Mpa，有很高的塑性和韌性。

少數沉淀硬化型調質鋼，屈服強度可到1400Mpa以上，屬高強度和超高強度調質鋼。

45鋼是中碳結構鋼，冷熱加工性能都不錯，機械性能較好，且價格低、來源廣，所以應用廣泛。它的最大弱點是淬透性低，截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。

偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快，表面氧化減少，且能提高工效。為使工件的奧氏體均勻化，就需要足夠的保溫時間。

如果實際裝爐量大，就需適當延長保溫時間。不然，可能會出現因加熱不均勻造成硬度不足的現象。

但保溫時間過長，也會也出現晶粒粗大，氧化脫碳嚴重的弊病，影響淬火質量。我們認為，如裝爐量大于工藝文件的規定，加熱保溫時間需延長1/5。

因為45鋼淬透性低，故應采用冷卻速度大的10%鹽水溶液。工件入水后，應該淬透，但不是冷透，如果工件在鹽水中冷透，就有可能使工件開裂，這是因為當工件冷卻到180℃左右時，奧氏體迅速轉變為馬氏體造成過大的組織應力所致。

因此，當淬火工件快冷到該溫度區域，就應采取緩冷的方法。

由于出水溫度難以掌握，須憑經驗操作，當水中的工件抖動停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜動不宜靜，應按照工件的幾何形狀，作規則運動。

靜止的冷卻介質加上靜止的工件，導致硬度不均勻，應力不均勻而使工件變形大，甚至開裂。

45鋼調質件淬火后的硬度應該達到HRC56到59，截面大的可能低些，但不能低于HRC48，不然，就說明工件未得到完全淬火，組織中可能出現索氏體甚至鐵素體組織，這種組織通過回火，仍然保留在基體中，達不到調質的目的。

45鋼淬火后的高溫回火，加熱溫度通常為560到600℃，硬度要求為HRC22到34。因為調質的目的是得到綜合機械性能，所以硬度范圍比較寬。

但圖紙有硬度要求的，就要按圖紙要求調整回火溫度，以保證硬度。如有些軸類零件要求強度高，硬度要求就高；而有些齒輪、帶鍵槽的軸類零件，因調質后還要進行銑、插加工，硬度要求就低些。

關于回火保溫時間，視硬度要求和工件大小而定，我們認為，回火后的硬度取決于回火溫度，與回火時間關系不大，但必須回透，一般工件回火保溫時間總在一小時以上。

淬透性能相同的鋼調質到相同硬度時，抗拉強度基本相同，硬度與抗拉強度大致成直線關系。

各種成分的合金鋼調質到各種硬度值時，硬度值為400HB（抗拉強度約為1400MPa）時，屈強比值最高，約為0.9，淬火狀態的組織對屈強比有很大影響。

調整增加鋼材淬透性的合金元素的含量，可以得到相同的淬透性能，得到相同的抗拉強度和屈服強度。

因此，在選擇合金元素時應優先選擇增加淬透性能作用顯著而價格較低的元素，如硼、錳、鉻等。

但是合金元素不同的鋼要調質到相同的硬度所采用的回火溫度各不相同，即各種鋼的抗回火性能不同。

淬透性能相同的鋼調質到相同硬度時，抗拉強度和屈服強度雖基本相同，但是脆性破壞傾向差別很大，低溫沖擊試驗尤為明顯。

成分不同的鋼調質后硬度與疲勞極限的關系不同。硬度在35HRC以下時疲勞極限和硬度成直線關系，疲勞極限的波動范圍為130MPa。

硬度超過35HRC時，疲勞極限的波動范圍變寬。如硬度為55HRC時，疲勞極限的波動范圍達380MPa。

零件的淬透情況相同時，調質后的硬度即可反映零件的屈服強度與抗拉強度，因此零件圖紙和技術條件一般只規定硬度數值。只有很重要的零件才規定其他力學性能指標。

調質零件硬度的確定，必須考慮到制造工藝的要求和使用時的載荷條件。從制造工藝考慮，希望零件在毛坯狀態調質，而后進行切削加工和裝配。

這樣零件熱處理時產生的變形和脫碳在以后的切削加工中加以消除。但是采用這種制造程序的零件，其硬度不能過高，一般不超過300HB，個別的不超過350HB，否則對切削加工不利。

要求硬度更高的零件（如有的汽車半軸要求硬度為341到415HB），只能先切削加工，然后再進行調質處理，這時零件加熱時應防止脫碳和變形，有時熱處理后要增加校直工序。小批量或單件生產的零件，切削加工所允許的硬度可以適當提高。