Исследованы причины образования трещин после термообработки деталей из легированной стали с высокой устойчивостью переохлажденного аустенита. Дилатометрическим методом построена термокинетическая диаграмма превращений переохлажденного аустенита при непрерывном охлаждении, установлены температурно-временные интервалы протекания превращений. Определено содержание водорода в плавках исследуемой стали. Проведен анализ распределения микроструктуры и твердости по сечению детали. Выполнено расчетное моделирование процессов, протекающих при термической обработке деталей. Атомно-эмиссионным спектральным анализом установлено наличие значительной ликвации углерода в осевой зоне, приводящей к снижению температуры начала мартенситного превращения в сердцевине детали.