Superhladni austenit prolazi martenzitnu ili bainitnu transformaciju, dobiva martenzitno ili bainitno tkivo, a zatim surađuje s kaljenjem na različitim temperaturama kako bi se znatno poboljšala krutost, tvrdoća, otpornost na trošenje, čvrstoća na zamor i žilavost čelika, kako bi se zadovoljili različiti zahtjevi raznih mehanički dijelovi i alati. Feromagnetska i korozijska otpornost nekih specijalnih čelika također se može zadovoljiti kaljenjem.
Metalni obradak se zagrijava na odgovarajuću temperaturu i održava određeno vrijeme, a zatim se uranja u medij za kaljenje kako bi se brzo ohladio proces toplinske obrade metala. Uobičajeno korišteni mediji za kaljenje uključuju slanu otopinu, vodu, mineralno ulje, zrak itd. Kaljenje može poboljšati tvrdoću i otpornost na habanje metalnih izradaka, pa se naširoko koristi u raznim izradcima, kalupima, mjernim alatima i dijelovima koji zahtijevaju površinsku otpornost na habanje (kao što kao zupčanici, valjci, dijelovi za naugljičenje itd.). Kaljenjem i popuštanjem na različitim temperaturama, čvrstoća, žilavost i čvrstoća na zamor metala mogu se znatno poboljšati, a može se postići podudaranje između ovih svojstava (sveobuhvatna mehanička svojstva) kako bi se zadovoljili različiti zahtjevi upotrebe.
Osim toga, kaljenje također može omogućiti nekim posebnim svojstvima čelika da dobiju određena fizikalna i kemijska svojstva, kao što je kaljenje za povećanje feromagnetnosti čelika s trajnim magnetima i nehrđajućeg čelika za poboljšanje njegove otpornosti na koroziju. Proces kaljenja se uglavnom koristi za čelične dijelove. Kada se uobičajeno korišteni čelik zagrije iznad kritične temperature, izvorno tkivo na sobnoj temperaturi bit će potpuno ili uglavnom pretvoreno u austenit. Čelik se zatim uranja u vodu ili ulje da se brzo ohladi, a austenit se pretvara u martenzit. U usporedbi s drugim tkivima u čeliku, martenzitna tvrdoća je najveća. Brzo hlađenje tijekom kaljenja uzrokovat će unutarnje naprezanje unutar obratka. Kada je u određenoj mjeri velik, obradak će biti uvrnut, deformiran ili čak napuknut. U tu svrhu mora se odabrati odgovarajući način hlađenja. Prema metodi hlađenja, proces kaljenja je podijeljen u četiri kategorije: jedno kaljenje tekućinom, dvostruko srednje kaljenje, martenzitno stupnjevano kaljenje i izotermno kaljenje bainitom.
