Експериментально досліджено вплив термічного оброблення у газовому середовищі за $T$ = 580°C впродовж $\tau$ = 3 год із залишковим тиском $P$ = 1,33$\cdot10^{-3}$ Па та у кисневмісному газовому середовищі ($T$ = 580°C, $\tau$ = 0,5 год, $P$ = 1,33 Па + $T$ = 580°C, $\tau$ = 2,5 год, $P$ = 1,33$\cdot10^{-2}$ Па) на механічні властивості стопу Zr–1%Nb. Показано, що, залежно від ступеня розрідження технологічного газового середовища, формується приповерхневий шар з певним ґрадієнтом твердости. Експериментально встановлено, що термічне оброблення зразків стопу Zr–1%Nb у газовому середовищі з більшим вмістом кисню позитивно впливає на їхню втомну довговічність за чистого вигину та циклічного розтягу. Зазначено особливості руйнування зразків стопу Zr–1%Nb, залежно від режиму оброблення.