(Abk.: TM); Eine thermomechanische Behandlung ist ein Warmumformen mit gezielter Temperaturführung, bei dem sich Gefüge und damit Eigenschaften in Stählen ausbilden, die sich über eine getrennte Warmumformung und Wärmebehandlung nicht erzielen lassen. Eine thermomechanische Behandlung ist irreversibel. Thermomechanisch wird Stahl vorwiegend geschmiedet oder gewalzt.
Der zeitliche Ablauf von Temperaturänderung und Umformung wird so gesteuert, dass sich ein bestimmter Werkstoffzustand einstellt. Man unterscheidet Verfahren mit vollständiger und ohne wesentliche Rekristallisation des Austenits. Entsprechend behandelte Teile zeichnen sich durch ein feines Korn und eine hohe Streckgrenze aus.
Eine TM-Behandlung nach der Umwandlung ist das Patentieren von Draht, aber auch Martensit kann vor dem Anlassen thermomechanisch umgeformt werden, was ein Anlassgefüge mit feinstverteilten Karbiden und entsprechend hoher Zähigkeit entstehen lässt.