ТМО заключается в сочетании пластической деформации стали в аустенитном состоянии с закалкой. Формирование структуры закаленной стали при тмо происходит в условиях повышенной плотности и оптимального распределения дислокаций, обусловленных условиями горячей деформации. Различают два основных способа: высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО) и низкотемпературная термомех обработка (НТМО). ВТМО: сталь деформируют при t выше АС3 при которой сталь имеет аустенитную структуру. Степень деформации составляет 20-30%. После деформации следует немедленная закалка во избежании развития рекристаллизации. НТМО сталь деформируют в t зоне существования переохлажденного А в области его относительной устойчивости 400-600. t деформации должна быть выше точки МН, но ниже температуры рекристалл. Степень деформации обычно составляет 75-95%. Закалку осуществляют сразу после деформации. После закалки в обоих случаях следует низкоt отпуск 100-300. Такая комбинированная тмо позволяет получить очень высокую прочность, хорошую пластичность и вязкость.
Возрастают пластичность и сопротивление разрушению.