Čelik je zbog svojih povoljnih mehaničkih svojstava vrlo važan konstrukcijski materijal i često se podvrgava raznim postupcima toplinske obrade kako bi mu se poboljšala mehanička svojstva te prilagodila određenoj namjeni. Tvrdoća je mehaničko svojstvo materijala koje predstavlja otpornost materijala prema prodiranju stranog tijela. Cilj kaljenja čelika je povećanje tvrdoće postizanjem pretežito martenzitne mikrostrukture u obratku. Rad se sastoji od teorijskog i praktičnog dijela. U drugom poglavlju teorijskog dijela opisane su karakteristične faze koje se pojavljuju u mikrostrukturi čelika. U trećem poglavlju opisani su utjecaji toplinske obrade na mikrostrukturu čelika, fazne pretvorbe koje se javljaju prilikom kaljenja čelika i TTT-dijagrami kojima se kvantitativno opisuju transformacijska zbivanja. U četvrtom poglavlju definiran je pojam kaljenja čelika i opisana svojstva koja čelik mora posjedovati kako bi kaljenje bilo uspješno. Također, opisane su krivulje ohlađivanja i karakteristične faze ohlađivanja te različita sredstva za gašenje. U petom poglavlju opisane su metode kojima je moguće procijeniti tvrdoću obratka nakon kaljenja, a u njih spada procjena tvrdoće na temelju kemijskog sastava, Jominyjev pokus i Crafts-Lamontovi dijagrami te numeričke metode. Također, opisane su i najčešće metode ispitivanja tvrdoće. U praktičnom dijelu razrađena je procjena tvrdoće zakaljenog čeličnog uzorka SS-15.11, izrađenog od materijala EN 42CrMo4. Opisana je priprema uzoraka i određeni su parametri toplinske obrade. Tvrdoća je procijenjena Crafts-Lamontovom metodom i računalnom simulacijom u programu „BS Quenching“. Nakon kaljenja uzoraka izvršeno je mjerenje tvrdoće na površini uzorka Rockwellovom C metodom. Eksperimentalno utvrđeni rezultati za tvrdoću na površini uspoređeni su s procijenjenim vrijednostima i napravljena je usporedba korištenih metoda.