Проведен сравнительный анализ кривых релаксации механических напряжений в армко-железе, которые были использованы для анализа степени закрепления дислокаций примесными атомами. Эксперименты выполнялись после поверхностного упрочнения стальным роликом и различных режимов искусственного деформационного старения (ДС). Показано, что естественное ДС в них проявляется на временной базе, порядка 1 года, после чего оно практически прекращается. Обнаружена необычно большая величина упрочнения в тонких поверхностных слоях толщиной 1 - 3 мкм, характеризующаяся увеличением микротвердости на 200 - 300 % по сравнению с исходным состоянием (без старения). В целях практического использования эффекта ДС в приповерхностных слоях для дополнительного повышения физико-механических свойств низкоуглеродистых сталей после поверхностной упрочняющей обработки (ПУО) экспериментально подобран оптимальный температурно-временной режим искусственного ДС (<$EТ~=~100~symbol Р roman С>, t = 20 ч), приближающийся по упрочняющему эффекту к процессу естественного ДС на базе 1 года. Рекомендован режим искусственного ДС после любого вида ПУО в качестве технологического приема получения дополнительного упрочняющего эффекта исследуемых материалов, в том числе для низкоуглеродистых сталей, неупрочняемых обычными способами термической обработки из-за низкого содержания углерода и упрочняемых только методами химико-термической обработки.