У статті наведено результати досліджень по формуванню термічно-стабільної здрібненої полігонізаційної субструктури напорошених покриттів шляхом передрекристалізаційної термічної обробки. Дослідження проводили на прикладі електродугових покриттів із дротів марок Св-08Г2С, 65Г, 12Х18Н10Т, БрАМц 9-2 та плазмових покриттів з порошків ПР-Х18Н9 та ПГ-19М-01. Встановлено вплив тривалості витримки при термічній обробці, величини та виду додаткової деформації на твердість покриттів із зазначених матеріалів. У результаті рентґеноструктурного аналізу показано, що передрекристалізаційна термічна обробка (ПТО) напорошених та деформованих покриттів на режимах, що забезпечують найбільш високі показники фізико-механічних властивостей, викликає подрібнення субструктури і дозволяє формувати термічно-стабільні нанорозмірні елементи. Встановлено вплив додаткової деформації та ПТО на експлуатаційні властивості (міцність зчеплення, зносостійкість) напорошених покриттів.