Вивчено експлуатаційні характеристики сталі 40X10C2M, яка застосовується для виготовлення елементів силових установок судна, після високоенергетичної імпульсної плазмової обробки. Для цього використано електротермічний плазмовий прискорювач, в камері якого ініціювався потужнострумовий імпульсний дуговий розряд високого тиску з параметрами: тривалість розряду - 1,4 мс, максимальний струм - 5 кА, напруга розряду до 5 кВ. Досліджено мікротвердість і мікроструктуру обробленого (модифікованого) шару. Визначено оптимальні параметри обробки сталі, які забезпечують найкращі характеристики модифікованого шару: мікротвердість збільшується в ~ 5 разів. Виявлено максимуми мікротвердості в глибині модифікованого шару. Вивчено можливість управління локалізацією максимумів, як способу формування потрібних експлуатаційних характеристик обробленого шару. Виконано математичне моделювання швидкого імпульсного нагріву поверхневого шару сталі в межах двофазної моделі "розплав - тверде тіло" з урахуванням динаміки термодинамічних характеристик сталі. Для цього використано класичне рівняння теплопровідності зі змінними параметрами сталі: густиною, теплоємністю та коефіцієнтом теплопровідності у разі переходу речовини з рідкої в тверду фазу. В межах обраної математичної моделі зроблено числові розрахунки явища швидкого імпульсного нагріву поверхні сталі з урахуванням плавлення та затвердіння в пакеті Comsol Multiphysics із використанням методу скінченних елементів. Отримано добре узгодження результатів числового моделювання з отриманим в експерименті розподілом мікротвердості обробленого шару сталі вглиб зразка.