Представлено комплексну методику експериментального дослідження структурно-фазових та напружено-деформованих змін у поверхневих шарах сталевих деталей після комплексного іонного азотування, орієнтовану на кількісну оцінку ефективності зміцнювальної хіміко-термічної обробки. Запропонований підхід базується на поєднанні взаємодоповнюючих методів аналізу, зокрема рентгенівської дифракції, металографічних і мікроструктурних досліджень, вимірювання мікротвердості та оцінювання залишкових напружень, що дозволяє отримати цілісне уявлення про формування та еволюцію зміцнених поверхневих шарів.