Исследовано влияние термического воздействия в диапазоне температур 100–900°С на фазовый состав, структуру и микромеханические характеристики поверхностного слоя стали 12Х18Н10Т, подвергнутой наноструктурирующей фрикционной обработке (ФО) скользящим индентором. Рассмотрены возможности упрочнения метастабильной аустенитной стали комбинированными деформационно-термическими обработками. Отжиг при 400–450°С обеспечивает сохранение в поверхностном слое стали сформированных при ФО нанокристаллических мартенситно-аустенитных структур и значительное повышение микромеханических характеристик за счет упрочнения мартенсита деформации. В результате отжига при 650°С в поверхностном слое стали образуется аустенитная преимущественно субмикро- и нанокристаллическая структура с твердостью 630 HV 0.025, превышающей твердость стали в исходном закаленном состоянии почти в 3 раза. Методом просвечивающей электронной микроскопии в поверхностном слое аустенитной стали, деформированной ФО, наряду с рекристаллизованными областями установлено сохранение высокодисперсных участков аустенита при нагреве до температуры 800°С, а также отсутствие аномального роста рекристаллизованных зерен аустенита при нагреве до 900°С.