Экспериментально исследовано влияние термической обработки при $T$ = 580°C на протяжении $\tau$ = 3 ч в газовой среде с остаточным давлением $P$ = 1,33$\cdot10^{-3}$ Па и в кислородосодержащей газовой среде ($T$ = 580°C, $\tau$ = 0,5 ч, $P$ = 1,33 Па + $T$ = 580°C, $\tau$ = 2,5 ч, $P$ = 1,33$\cdot10^{-2}$ Па) на механические свойства сплава Zr–1%Nb. Показано, что в зависимости от степени разрежения технологической газовой среды формируется приповерхностный слой с определённым градиентом твёрдости. Экспериментально установлено, что термическая обработка образцов сплава Zr–1%Nb в газовой среде с большим содержанием кислорода положительно влияет на их усталостную долговечность при испытаниях чистым изгибом и циклическим растяжением. Приведены особенности разрушения образцов сплава Zr–1%Nb в зависимости от режима обработки.