Традиционные методы термообработки энергозатратны и продолжительны во времени, поэтому задача повышения их эффективности является весьма актуальной. В работе исследован процесс повторного скоростного нагрева с кратковременной выдержкой в интервале температуры полиморфного предпревращения и превращения с позиции эволюции структуры, свойств и характера разрушения закаленных высокоуглеродистых сталей. В частности установлено, что скоростной нагрев (600 – 700 °С/с) и кратковременная выдержка (0,5 сек) с последующим охлаждением в подсоленной воде (6 °С) приводит к формированию структуры, не отличающейся от структуры низкоотпущенного (200 °С , 2 часа) мартенсита традиционно закалённой стали при увеличении в 4 раза удлинения и на 2 порядка сужения при сохранении прочности в ходе  испытания на растяжение. Кратковременная выдержка 8-15-25 с при повторной закалке от 820 °С в холодной подсоленной воде (6 °С) высокоуглеродистых сталей приводит к образованию структуры сверхмелкопластинчатого, субмикропластинчатого, глобулярного перлита. Происходит объёмное наноструктурирование стали, отличающееся от традиционной закалки с высокотемпературным отпуском структурой и свойствами: величиной прилагаемых напряжений, как на стадиях деформации, так и показателей свойств при разрушении (увеличение σв – на 55%; σ0,2 – на 17%; ψ – в восемь раз; αn – на 80% . Увеличении кратковременной выдержки до 40 – 50 сек, при повторной закалке от 820 °С приводит, в отличие от традиционной, к образованию структуры сверхмелкоигольчатого мартенсита, появлению в изломе на плоскостях скольжения ямочной структуры, по форме напоминающей пчелиные соты. После низкотемпературного отпуска при испытании на растяжение наблюдаются все стадии деформации, в изломе измельчение ямочного строения и отсутствие хрупких ямок-туннелей, улучшаются пластичность (δ ~ в 1,5 раза; ψ – в 3 раза) при сохранении прочности.