调质合金结构钢在机械制造中有着广泛应用。低淬透性调质钢，如40Cr和40MnB，因其高强度和较高的冲击韧性，常用于制造汽车转向节、后半轴和机床上的齿轮、轴等中等截面零件。其中，40Cr是最常见的选择，而40MnB、35SiMn和40MnVB等类似性能的钢可以替代40Cr。此类钢一般通过油淬处理，临界直径为30-40毫米，部分牌号需水淬，如40Mn2。
对于中等淬透性的调质钢，如35CrMo、40CrNi、40MnMoB和38CrMoAlA，其油淬临界直径可达40-60毫米。它们适用于制造大型及承受重载的零件，如35CrMo可用于高负荷传动轴、发动机部件和轴承等，而38CrMoAlA则适用于高耐磨性要求的部件。例如，35CrMo可用于大直径齿轮和支承轴制造。
高淬透性调质钢，如40CrNiMoA和37SiMn2MoVA，具有更大的油淬临界直径，可提供高强度和高韧性。这些钢适用于承受高负荷的重要零件，如大型机械和重型车辆的轴类、连杆等。例如，18Cr2Ni4WA钢既能作为高级调质钢，也能作为高级渗碳钢，用于制造高强度发动机曲轴等。
在选择调质钢时，需要考虑实际零件的尺寸、所需的力学性能和钢的淬透性。大尺寸零件的调质性能可能不如小尺寸试样，因此在强度计算时需谨慎。调质钢经过处理后，具有良好的综合力学性能，但其生产过程可能涉及较多能耗和热处理缺陷。在某些情况下，如40CrNiMoA和37SiMn2MoV，可通过淬火低温回火或等温淬火简化工艺，降低能耗。
调质合金结构钢(quenched and tempered steel)是适合于淬火硬化和高温(500～650℃)回火后使用的合金结构钢。简称调质钢。调质钢为低、中合金结构钢，如40Cr、40MnB、40CrNiMo、37SiMn2MoV、18Cr2Ni4w等。这类钢在调质（淬火+高温回火）状态具有强度、塑性和韧性的良好配合，即具有良好的综合力学性能。其使用状态的显微组织多为由再结晶后的细晶铁素体基体和分布其内的弥散粒状碳化物组成的回火索氏体。常用于制造各种机械产品中要求良好综合力学性能的各类重要部件，如机床主轴和汽车半轴等轴类件、连杆、高强度螺栓及高强度锚螺等。