Методами современного физического материаловедения исследована структура, фазовый состав, дефектная субструктура и трибологические свойства покрытия, сформированного на низкоуглеродистой стали Хардокс 450 электродуговой наплавкой порошковой проволоки Fe–C–Nb–Cr–W и модифицированного последующим облучением высокоинтенсивными импульсными электронными пучками. В исходном состоянии сталь Хардокс 450 имела структуру сформировавшегося при низкотемпературном отпуске мартенсита пакетной морфологии. Наплавка приводит к формиро-ванию высокопрочного поверхностного слоя толщиной не менее 6 мм, микротвёрдость которого составляет $\approx$ 10,5 ГПа, что в 1,7 раза превышает микротвёрдость основы. Вдоль границы раздела наплавка–сталь формируется структура, размер зёрен которой изменяется в пределах 30–50 мкм. При удалении от границы раздела в объём стали размер зёрен снижается и на расстоянии 1,0–1,2 мм составляет 5–7 мкм. В объёме кристаллов мартенсита наблюдается дислокационная субструктура в виде многослойных сеток, скалярная плотность дислокаций которой $\approx$ $1\cdot10^{11}$ см$^{-2}$. Основной упрочняющей фазой наплавленного слоя являются частицы карбида ниобия, размеры которых изменяются в пределах 0,2–1,5 мкм. В структуре переходного слоя выявлено образование частиц специальных карбидов, а именно, карбидов хрома (Cr$_{3}$C$_{2}$ и Cr$_{7}$C$_{3}$), карбида сложного состава типа $М_{23}$С$_{6}$ ((Fe,Cr)$_{23}$C$_{6}$) и, весьма редко, карбида вольфрама состава WC. Частицы специальных карбидов располагаются в объёме и на границах кристаллов мартенсита, имеют округлую форму; размеры частиц изменяются в пределах от 30 нм до 50 нм. На поверхности наплавленного слоя в результате облучения интенсивным импульсным электронным пучком формируется структура ячеистого типа. Размеры ячеек изменяются в пределах от 20 мкм до 100 мкм. Ячейки разделены протяжёнными прослойками. Ячейки имеют субмикро- или нанокри-сталлическую структуру, характерные размеры элементов которой изменяются в пределах от 100 нм до 1 мкм. Электронно-пучковая обработка наплавленного слоя приводит к уменьшению размера зёрен до 1,5–2,0 мкм. Упрочняющими фазами наплавленного слоя являются $\alpha$-фаза (мартенсит), карбиды ниобия и железа состава Fe$_{3}$C и $M_{6}$C(Fe$_{3}$W$_{3}$C). Установлено, что износостойкость наплавленного слоя после электронно-пучковой обработки возрастает более чем в 70 раз по отношению к износостойкости исходной стали; при этом коэффициент трения снижается в $\approx$ 3 раза.