Проведен полный факторный эксперимент по изучению технологического процесса термообработки деталей из высокоуглеродистых сталей, на основании которого выданы рекомендации относительно оптимальных режимов работы при данном виде обработки. Построена математическая модель, характеризующая зависимость количества дефектов при термообработке от температуры закалки, температуры охлаждения маслом и температуры охлаждения водой. Выполнена оптимизация методом крутого восхождения (мысленные опыты). Подтверждена эффективность реализации мысленных опытов с помощью определения твердости у лучших образцов по методу Роквелла. Некоторые из реализованных опытов дали лучший результат по сравнению с наилучшим опытом полного факторного эксперимента, что дало возможность еще больше повысить качество деталей.