Исследованы структура, фазовый состав и твердость поверхностного слоя стали 20Х13, обработанного двумя последовательными проходами плазменной дуги. Показано, что плазменная обработка позволяет получить в структуре локальной зоны закалки мартенсит со значительной (30…50 %) долей остаточного аустенита, твердость термоупрочненного поверхностного слоя при этом составляет 650…700 HV, общая глубина локальной зоны упрочнения с модифицированной структурой достигает одного миллиметра.