У роботі представлено експериментальні результати впливу п’яти режимів механіко-термічних оброблянь (МТО), що включають різні види деформації (екструзію, волочіння, осад, видавлювання, деформацію в умовах всебічного стиснення та їх поєднання) на фізико-механічні та структурні характеристики стопу НТ-50. Виміряні залежності модуля зсуву в області 20–400°C і міцности при 20°C після всіх режимів МТО. Показано, що модуль зсуву і характеристики міцности стопу НТ-50 мають якісно різні залежності від ступеня деформації, а значить від концентрації деформаційних дефектів та кількости $\alpha$-Ti фази, що випала з $\beta$-твердого розчину. За результатами вимірювань температурних залежностей внутрішнього тертя та відносного питомого електроопору визначено рівні внутрішньої напруги в стопі НТ-50 після різних режимів МТО. Виявлено, що в процесі різноспрямованих деформацій (РСД) при 20 і 400°C відбуваються релаксаційні процеси, що призводять до зниження рівнів внутрішніх напружень у стопі. Обговорюються механізми впливу різних режимів МТО на фізико-механічні властивості стопу НТ-50.