在淬火阶段，当棒材离开终轧机时，需剧烈水冷，在棒材表面形成冷硬层，冷却速度高于形成马氏体速度，以获得粗大马氏体；在回火阶段，热量从温度仍很高的棒材芯部传到已淬火表面，使在第1阶段得到的马氏体得到自回火；第3阶段是在冷床上，棒材芯部未转换的奥氏体进行半等温相变。

由于在棒材表面形成了回火马氏体组织，可提高屈服强度约100Mpa以上，可代替影响材料韧性的进一步加工处理。产品在具有高强度的同时，保证了足够的韧性，产品质量好于热轧加空冷的微合金钢及低合金钢产品。而且由于碳钢量较低，采用QTB工艺后的带肋钢筋还可以获得较好的焊接性能。

此工艺中，终轧温度、淬火时间、水流量是淬火工艺的关键参数，淬火过程又决定了一个特定的回火温度，这些因素决定了回火马氏体环面积所占的比例，并将最终决定产品的力学性能，尤其是抗拉性能。