Исследовано влияние термомеханических обработок, включающих низкотемпературную и последующую теплую деформацию, на микроструктуру и механические свойства реакторной аустенитной стали ЭК-164. Показано, что низкотемпературная (после охлаждения в жидком азоте) пластическая деформация приводит к формированию высокой плотности микродвойников. В процессе последующей теплой (при T = 600 или 700 °C) деформации в микродвойниковой структуре распространяются полосы локализации деформации, имеющие внутреннюю фрагментированную наноразмерную структуру. Указанные особенности микроструктуры обеспечивают кратное (в 3–5 раз) увеличение предела текучести при 20 и 650 °C.