Исследованы вагонные колеса грузовых поездов из высокоуглеродистой стали по ГОСТ 10791. Изучены закономерности формирования градиентно-слоистой структуры, определены параметры магнитно-плазменнного упрочнения для создания такой специфической структуры, существенно повышающей служебные свойства тяжелонагруженных деталей и узлов. Проведены сравнительные исследования по упрочнению поверхности катания вагонных колес традиционными способами упрочняющей термической обработки и показаны их достоинства и недостатки. Показана зависимость механических и технологических свойств колесной стали от заключительной стадии упрочнения.