Методами математического моделирования рассмотрены процессы формирования температурных полей, остаточных напряжений и структурных превращений в композитных прокатных валках с наплавкой поверхностного слоя из высокопрочной стали 30Н12М6К10Б при их термической обработке, включающей закалку и отпуск. Исследовано влияние скоростей нагрева и охлаждения на величину временных напряжений, формирующихся в валке. Обосновано применение скоростного закалочного нагрева и медленного воздушного охлаждения для получения прокатных валков с приемлемым уровнем остаточных напряжений. Разработан рациональный режим термической обработки композитных прокатных валков.