对锻钢而言经调质热处理后为回火索氏体组织，硬度为207～302(HBS)；正火后组织为珠光体+铁素体，硬度为163～241( HBS)，晶粒度分别为1～4级、4～10级；对球墨铸铁来说正火硬度240～300(HBS)，石墨球等级为1～3级，晶粒度为5～8级。良好的预备热处理将为以后的热处理及表面处理奠定组织基础，因此该工序显得尤为重要。

曲轴的预备热处理工艺有钢的正火和球墨铸铁的奥氏体正火处理，为提高曲轴的力学性能。也可采用调质或正火后表面淬火、等温淬火等工艺，以提高球墨铸铁曲轴的韧性和塑性。