Изучена микротвердость, структура мартенситно-стареющей стали (МСС) 03Н18К3М3Т, а также ее подверженность замедленному разрушению (ЗР) после различных режимов обработки, включающих облучение поверхности ионами Ar+ с энергией 40 кэВ. Показано, что наиболее существенное улучшение свойств (максимальная твердость и минимальное снижение прочности при ЗР) достигается при использовании облучения на завершающем этапе обработки стали. Эффективность данного режима обработки проявляется в изменении механизма распространения трещины: от межзеренного хрупкого после старения стали в течение 3 ч при 400°С (остающегося таким и в случае проведения ионного облучения перед старением) к квазисколу при облучении после старения. Отмечается, что в последнем случае микроструктура исследуемой стали становится более однородной во всем объеме образца по сравнению со сталью после предварительного облучения.