調質鋼常見的熱處理工藝是調質處理淬火+高溫回火，獲得回火索氏體組織。

(1)碳素調質鋼的熱處理

碳鋼淬透性差，為了增加淬透性和防止表面出現軟點，常采用10%NaCl水溶液冷卻。對于形狀復雜的小工件，則采用硝酸鹽分級淬火。淬火后零件硬度一般不應低于48HRC。

(2)合金調質鋼的熱處理

由于合金元素的影響，合金調質鋼熱處理具有以下幾個特點：

①加熱時由于合金元素擴散速度小，合金碳化物難溶于奧氏體，所以，應適當提高淬火加熱溫度和增加保溫時間；

②合金鋼導熱性差，加熱速度不宜過快，特別是大截面的零件；

③錳(Mn)是促進奧氏體晶度長大的元素，對于錳鋼應注意防止過熱；

④對于含硅(Si)和硼(B)的鋼，則應注意防止脫碳；

⑤由于合金元素降低Ms點，淬火至室溫后鋼中仍保留一定數量的殘余奧氏體，雖然在回火加熱時殘余奧氏體的分解能引起或增加低溫脆性現象，但它的存在可減少鋼件淬火變形傾向；

⑥合金調質鋼（Mn鋼、Cr鋼、CrNi鋼等）在高溫回火后緩慢冷卻，將產生回火脆性，會降低零件的韌性。因此這類鋼回火后必須快速冷卻（油冷或水冷）。