Varmeforbedringsstål omfatter en meget bred gruppe stålkvaliteter med markant varieret kemisk sammensætning. De egner sig ideelt til anvendelse på særligt belastede steder. Denne type stål anvendes ofte til produktion af dele såsom aksler, valser, krumtapaksler, tandhjul, håndtag, stempelstænger, slibeskiver og elementer udsat for skiftende bøjningsbelastning og materialetræthed. Kulstofindholdet i denne stålfamilie ligger mellem 0,25–0,6%. Et af hovedlegeringselementerne er chrom. Ved varmeforbedring kan vi målrettet manipulere parametre som f.eks. styrke, slagfasthed og plasticitet. Stålet varmeforbedres efter den pågældende opgave, da forskellige industrigrene kræver forskellige ståleegenskaber. Nogle af de vigtigste parametre er brudstyrke, trækstyrke, hårdhed og modstand mod materialetræthed. Den varmeforbedrede tilstand T opnås gennem hærdning og høj anløbning. Anløbningen medfører rekristallisering af ferrit samt sfæroidisering og derefter koagulering af carbider. Resultatet er en struktur kaldet sorbit. Beskriver man stålets varmebehandling kort, kan man bemærke, at den består i opvarmning af materialet og efterfølgende anløbning. Ved at gentage disse cyklusser kan man opnå meget interessante og tilfredsstillende resultater. To populære metoder til varmeforbedring er anløbning og hærdning. Varmeforbedringsstål – kvaliteter 40H, 40HM, 34HNM, 36HNM – disse stålkvaliteter er beregnet til elementer, hvor høj styrke er påkrævet 50HF og 50HS – disse fjederstålkvaliteter anvendes oftest ved produktion af bestemte komponenter i biler såsom tandhjul og krumtapaksler, som udsættes for meget høj belastning 30HGS, 35HGS – tappe, ruller, bøsninger og andre stærkt belastede elementer, der arbejder ved temperaturer op til maks. 150–200 °C.