Глибина проникнення металу (краплинного компонента — складової плазми) в основу крізь відкриті пори і межах зерен досягає 35 мкм. Глибина термічного впливу на поверхневий шар виробу становить 50—150 мкм, термозміцнений шар характеризується значно більшою мікротвердістю (4700—8000 МПа), ніж основа (1500—2500 МПа).

При термозміцненні залізографітового порошкового сплаву утворюється більш товстий шар зони термічного впливу, ніж на сталі. При тривалості імпульсів плазми, наприклад 5 • 10"3 с, і кількості імпульсів впливу від 3 до 5 товщина шару вторинного загартування досягає на залізографіті 300, на сталі — 100 мкм.

При плазмово-детонаційній обробці чавуну товщина зміцненого шару збільшується зі зростанням потужності і кількості імпульсів. Спектроскопічні дослідження зразків із чавуну показують, шо залежно від складу електрода, який використовується, на поверхні виробу формується шар, який містить у собі Mo, W, Cr, Ті, С, Fe, О та інші легуючі елементи. На глибині, під зміцненим шаром, є також молібден і вуглець, піки яких домінують навіть над лініями заліза.

Структура розплавленого шару чавуну є дрібнокристалічною, голчастою, характеризується наявністю нерозчинних дрібних глобул матеріалу електрода.

Фактично шар чавуну являє собою практично інший сплав, який, повторюючи рельєф поверхні основи, заплавлює поверхневі дефекти. Мікротвердість модифікованого шару чавуну на глибині 80—100 мкм становить 10—14 ГПа.

У вуглецевих сталях внаслідок надшвидкого загартування досягається надзвичайно сильне подрібнення структурних елементів. Ефективність обробки залежить від атомної маси елементів, з яких складається плазма. Наприклад, інтенсивність ліній аустеніту при введенні в плазму молібдену більша, ніж при добавлянні заліза. Виявлене різке зменшення інтенсивності ліній (110) a-Fe порівняно з (200) a-Fe зумовлене розвитком кристалографічної текстури при фазовій перекристалізації за умов охолодження за наявності сильного градієнта температур. Для без-текстурного a-Fe співвідношення інтенсивностей становить чпо)/ 4200) = 6,34. У вихідних зразках середньовуглецевих сталей зі шліфованою поверхнею це співвідношення дещо вище (дорівнює майже 9) внаслідок можливого впливу текстури 110, яка формується як при прокатці, так і при шліфуванні, і після інтенсивної плазмової обробки воно знижується до 3. Переважна орієнтація такого ж типу формується і в аустеніті модифіковано-