Исследована структура остаточного аустенита после различных режимов термической обработки в условиях абразивного изнашивания износостойких сталей 150ХНМЛ и Х12МФЛ перлитного и ледебуритного классов. Проведен электронно-микроскопический трансмиссионный анализ рабочей поверхности сталей. Показано, что остаточный аустенит, полученный в результате высокотемпературной закалки (1100 - 1170 °C), метастабилен, и в процессе изнашивания наряду со скольжением и двойникованием превращается в мелко- и нанокристаллический мартенсит деформации с закономерным периодическим расположением кристаллов, что обеспечивает рабочей поверхности высокую способность к фрикционному упрочнению. Выбран оптимальный режим термической обработки для формирования диссипативной структуры, обеспечивающей высокую абразивную износостойкость сталей.