Упрочнение швеллера и двутавровой балки № 16. После упрочнения во всех элементах профиля наблюдается возрастание твердости, особенно значительное в полках профиля; характерным является также выравнивание твердости по элементам профиля. Предел текучести стали швеллера и двутавровой балки № 16 после термического упрочнения во всех элементах профиля достигает 411,6—444,9 Мн/м² (41 — 45 кГ/мм²) при относительном удлинении 16—18%. Термическое упрочнение с прокатного нагрева практически (по сравнению с горячекатаными профилями) не снижает ударной вязкости в диапазоне температур от —20 до —80°С и не изменяет критической температуры хрупкости, что, по-видимому, объясняется тем, что горячекатаные профили интенсивно охлаждаются водой в процессе прокатки.

Таблица 1.3.2 - Механические свойства балки №10 из марки стали 3СП охлажденного со скоростью 150 °C /с

Упрочнение швеллера и двутавровой балки №18: При термическом упрочнении наблюдается выравнивание твердости по элементам профилей и общее повышение ее уровня. Прочностные характеристики в результате упрочнения возрастают, достигая но пределу текучести значений 414,5—386,1 Мн/м² (42.3—39,4 кГ/мм²) при удлинении 14—16,5%. Происходит существенное повышение твердости всех его частей. Соответственно возрастает уровень прочности и снижаются пластические свойства. Предел текучести достигает значений 326,3 Мн/м² (33,3 кГ/мм²) при относительном удлинении около 19%. Ударная вязкость после термического упрочнения по сравнению с горячекатаным состоянием находится на более высоком уровне.

Таким образом, эксперименты по термическому упрочнению с прокатного нагрева крупносортных профилей проката сортамента стана 650 показали возможность и целесообразность организации этого процесса. При этом сравнительно легко можно достичь в тонкостенных профилях из стали марки Ст.З сп и Ст.Зпс (швеллер и двутавровая балка № 16—18) повышения предела текучести до 392 Мн/м² (40 кГ/мм²), что на 60% выше требований ГОСТ 380.

В толстостенных профилях (уголок 200X200X25 мм) из этих сталей обеспечивается повышение предела текучести до 294 Мн/м²(30 кГ/мм²), что на 25% выше требований ГОСТ 380.

Интересно также отметить, что, несмотря на то, что при термическом упрочнении фасонных профилей с прокатного нагрева наблюдается снижение относительного удлинения (для тонкостенных профилей на 7% (абс.), для толстостенных профилей на 3% (абс.)), ударная вязкость остается на высоком уровне. Это является важной особенностью этого процесса.

Термомеханическая обработка, даже при температурных условиях обработки не соответствующих полному влиянию скорости закалки, может значительно менять структуру металла. Получение структуры мартенсита является избыточной для обеспечения механических свойств, с учетом пластичности металла.

Аналогичные исследования проводились и на других предприятиях. В 80-е годы XX века было внедрено производство термически упрочнённого фасонного  проката (уголки, швеллеры, двутавровые балки) на среднесортном стане 450 Западно-Сибирского Металлургического Комбината (Новокузнецк). После прохождения последней клети прокат проходил камеру с подачей воды под давлением для ускоренного охлаждения поверхности металла. После прохождения охлаждающей камеры происходил самоотпуск  поверхности проката за счёт тепла, аккумулированного в центральной части профиля. Центральная часть профиля охлаждалась с повышенной скоростью. Марки стали, проходившие термомеханическое упрочнение — Ст3сп, Ст3пс, 09Г2С, 12Г2С и т.п. Процесс термомеханического упрочнения привёл к образованию микроструктуры «естественного композита». Поверхностные слои имели строение отпущенного мартенсита с небольшими количествами бейнита. Микроструктура внутреннего слоя представляла обычную феррито-перлитную смесь, но более мелкозернистую. Соответственно менялась и твёрдость, определённая по методу Виккерса . Поверхностные слои имели твёрдость до 300 HV, тогда как твёрдость центрального слоя составляла около 150 HV. Существенное повышение прочности не приводило к снижению пластичности и сопротивления хрупкому разрушению. Например, для обычной углеродистой стали ВСт3сп предел прочности повышался до уровня 530 МПа (с уровня 350 МПа). При этом сопротивление хрупкому разрушению (ударная вязкость KCU при −70 °C) было очень высоким — 150 Дж/см². 

Сварка профилей из термически упрочнённой в потоке прокатного производства стали не приводило к существенному снижению хладостойкости из-за изменений в зоне термического влияния. Локальное разупрочнение (мягкая прослойка) не приводило к снижению агрегатной прочности. Эти результаты дали возможность применять такой прокат в сварных строительных конструкциях северного исполнения вместо низколегированных хладостойких сталей.