Досліджено закономірності фазових і структурних перетворень, що відбуваються при зневуглецюванні високовуглецевого стопу Fe–V–C. Методою геометричної термодинаміки та металографічною аналізою встановлено евтектичне перетворення $L$ → $\gamma$ + VC, що супроводжується дифузійним перерозподілом карбідоутворювального елементу попереду фронту кристалізації. Зневуглецювання у рідко-твердому стані уможливлює сформувати в приповерхневому шарі сприятливу структуру з волокнами VC, орієнтованими перпендикулярно поверхні. Досліджено структурні зміни у попередньо зневуглецьованому, синтетичному ванадійовому чавуні, що відбуваються при деформації у рідко-твердому стані. Встановлено закономірності формування структури у різних дифузійних зонах при подальшому навуглецюванні. Встановлено, що подальше навуглецювання попередньо зневуглецьованого стопу системи Fe–V–C в особливих умовах уможливлює одержати в поверхневому шарі природній композит високої зносостійкости. Проведено визначення вторинної твердости та теплостійкости навуглецьованого шару ванадійового чавуну, деформованого у рідко-твердому стані, після остаточного термічного оброблення.