Определены параметры импульсного плазменного потока при использовании режимов работы ускорителя с импульсным и сплошным заполнением рабочим газом. Показано, что ускоритель с коаксиальной геометрией электродов генерирует импульсный плазменный поток с плотностью 1-10 МВт/см. В результате плазменной обработки образуется слой с модифицированной структурой толщиной до 500 мкм и улучшенными твердостью и износостойкостью. Проведены эксперименты по многократному воздействию импульсной плазмы на поверхность стали. Существенное влияние на результат обработки оказывает плотность энергии плазменного потока и количество импульсов. Обнаружено образование упрочняющих нитридных и карбидных фаз, а также их модификаций в приповерхностной области. Отмечена эффективность плазменной обработки для улучшения интерфейса "поверхность - подложка" для образцов с напыленными покрытиями, удаления микропор в покрытии и окисной пленки с поверхности стали.