Термомеханическая обработка (ТМО) является методом обработки стали, позволяющим повысить механические свойства по сравнению с полученными при обычной закалке и отпуске.

Она заключается в сочетании пластической деформации стали в аустенитном состоянии с ее закалкой. Формирование структуры закаленной стали при ТМО происходит в условиях повышенной плотности дислокаций, обусловленных наклепом.

Измельчается зерно, увеличивается количество упрочняющей фазы. Дислокационная структура, формирующаяся в аустените, наследуется мартенситом.

Упрочняющая фаза (карбиды) распределяется более равномерно, притом не только по границам зерен, но также по плоскостям скольжения. Коагуляция распределенных таким образом частиц затрудняется. Существует 2 способа ТМО (рисунок 44):

1. высокотемпературная ТМО (ВТМО);
2. низкотемпературная ТМО (НТМО).

При ВТМО сталь деформируется при температуре выше точки Ас₃, при которой сталь имеет аустенитную структуру. Степень деформации 20…30 %. После деформации следует немедленная закалка во избежание развития процесса рекристаллизации.

При НТМО сталь деформируют в температурной зоне существования переохлажденного аустенита в области его относительной устойчивости (400…600 ⁰С), температура деформации выше Мн, но ниже Трекр. Степень деформации (75…95 %).

Закалку осуществляют сразу же после деформации. В обоих случаях применяют низкотемпературный отпуск (100…300 ⁰С). Такая комбинация ТМО позволяет получить очень высокую прочность при хорошей пластичности и ударной вязкости. ВТМО дает выше пластичность, а НТМО — прочность.