將鋼加熱至穩定奧氏體區保溫一段時間，在該溫度進行變形，利用鍛后余熱直接淬火，獲得馬氏體組織。高溫形變淬火對材料無特殊要求，各種碳鋼、合金結構鋼鍛件都可以應用，例如連桿、曲軸、葉片、彈簧等；通常的鍛造條件都可以實現，容易設置于生產流程中。

       強韌化效果：高溫形變淬火加上適當的回火處理，可以在提高鋼的強度的同時，顯著改善鋼的塑性與韌性，提高鋼的抗脆斷能力，從而提高零件在復雜強載荷下工作的可靠性。目前高溫形變淬火達到的力學性能指標：抗拉強度2100~2700Pa，屈服強度1900~2300Pa,延伸率7%~10%，斷面收縮率25%~40%。

       高溫形變淬火與低溫形變淬火的強化機理有許多相同之處，如馬氏體細化、碳化物相的析出、點陣缺陷的繼承等。但是，兩者變形溫度不同，強化機理也有其不同之處。根據研究結果，鋼在高溫變形時，形變奧氏體所獲得的錯位，其密度雖然因高溫的作用有所減少，但同時卻發生位錯結構的重新排列-多變化的結果。多變化的結果，分散在晶粒內部的雜亂位錯大部分小時，代之以穩定性極高的亞晶組織，即由位錯墻構成的網絡組織；同時，過高的應力集中區域也在位錯的熱運動中消失。這種網絡位錯結構以及晶內應力集中去除，是非常理想的組織狀態。隨即進行淬火而獲得馬氏體組織，此馬氏體組織繼承了這種良好的組織而細化，而后再加以適當的回火處理，就可以在提高鍛件強度的同時，保持良好的組織而細化，而后再加以適當的回火處理，就可以在提高大型鍛件強度的同時，保持良好的塑性和韌性。而一般的淬火回火處理常會帶來著塑性的下降。