Исследовано влияние прерывистой закалки на микроструктуру, механические свойства и плотность дислокаций стали AISI 4340. Проведены металлографический и рентгеноструктурный анализы, испытания на растяжение, определена твердость стали по Викерсу. Рассчитана плотность дислокаций. Рассмотрено влияние длительности выдержки при 300 °C в процессе прерывистой закалки на структуру и свойства стали. Установлено формирование дуплексной микроструктуры, состоящей в основном из мартенсита и бейнита, после прерывистой закалки по всем исследованным режимам. Показано положительное влияние дуплексной структуры на механические свойства стали AISI 4340. Установлено, что наиболее высокие значения плотности дислокаций, предела прочности и твердости получены в стали, содержащей 34,7 % бейнита, 55 % мартенсита и 10,3 % остаточного аустенита, после прерывистой закалки с выдержкой при 300 °C, 5 мин.