热机械处理工艺即控制轧制和控制冷却技术，其目标是实现晶粒细化和细晶强化。所谓控制轧制，是对奥氏体硬化状态的控制，即通过变形在奥氏体中积累大量的能量，在轧制过程中获得处于硬化状态的奥氏体，为后续的相变过程中实现晶粒细化做准备。硬化的奥氏体内存在大量“缺陷”，例如变形带、位错、孪晶等，它们是相变时铁素体形核的核心。这种“缺陷越多，则铁素体的形核率越高，得到的铁素体晶粒越细。合金弯头控制轧制的基本手段是“低温大压下”和添加微合金元素。
        所谓“低温”是在接近相变点的温度进行变形，由于变形温度低，可抑制奥氏体的再结晶，保持其硬化状态，“大压下”是指施加超出常规的大压下量，这样可增加奥氏体内部储存的变形能，提高硬化奥氏体程度；增加微合金元素，例如Nb，是为提高奥氏体的再结晶温度，使合金弯头在较高温度即处于未再结晶区，因而可增大奥氏体在未再结晶区的变形量，实现合金弯头的硬化。控制冷却的核心思想，是对处于硬化状态奥氏体相变过程进行控制，以进一步细化铁素体晶粒， 甚至通过相变强化得到贝氏体等强化相，进一步改善材料的性能。
        然而，目前控制冷却上存在的主要问题是高冷却速率下材料冷却不均而发生较大残余应力、甚至翘曲的问题，另外，微合金元素的加入甚至合金元素的加入，会大幅度提高材料的碳当量，这又会恶化材料的焊接性能等。从节能环保、低成本、可循环等方面考虑，科技工作者研发了以超快冷技术为核心的新一代TMCP技术。