Исследованы особенности структурных и фазовых превращений в высокопрочных, стойких к углекислотной коррозии, сложнолегированных сталях мартенситного, мартенсито-ферритного и аустенито-мартенситного классов с 13 - 17 % Cr. Путем термодинамического моделирования и экспериментального исследования проведена оценка влияния системы легирования на ход кристаллизации и фазовые превращения в интервале температур горячей деформации и термической обработки. По результатам рентгеноструктурного фазового анализа, оптической и просвечивающей электронной микроскопии определено влияние температуры нагрева под закалку на фазовый состав и микроструктуру. Показано, что при увеличении содержания никеля в микроструктуре сохраняется большое количество аустенита, что приводит к значительному снижению предела текучести при высоких показателях временного сопротивления и пластичности. Для получения преимущественно мартенситной структуры для стали переходного (аустенито-мартенситного) класса с 15 % Cr предложена многоступенчатая термическая обработка. Она включает закалку, промежуточный отжиг с выделением дисперсных частиц карбидной фазы, состав которых оценивали посредством микрорентгеноспектрального анализа, и финальный отпуск, определяющий механические свойства. По результатам испытания на растяжение сталей мартенситного и мартенсито-ферритного классов необходимый уровень прочностных свойств (о0 65 > 862 МПа, ов > 931 МПа) был достигнут после термической обработки по режиму закалка с отпуском. Многоступенчатая термическая обработка стали с 15 % Cr и высоким содержанием никеля, включающая закалку, промежуточный отжиг для дестабилизации остаточного аустенита и финальный отпуск, обеспечила требуемый комплекс прочностных свойств.