Вивчено фізичний механізм процесів, що відбуваються на поверхні металевих матеріалів під час пружного та пластичного дефомування. На основі аналізу енергетичного рельєфу поверхні вивчено взаємодію між іонною й електронною підсистемами металів (алюмінію, нікелю) і сплавів (жароміцних сталей) у разі впливу постійних, знакозмінних і контактних напружень. Одержано координатні залежності щодо зарядового рельєфу металевої поверхні за умов різноманітного деформування. Базуючись на одержаних експериментальних даних розвинуто теоретичні положення про фізичні закономірності змін у електронній підсистемі металів у процесі деформування. Ці зміни пояснено рухом дислокацій, виходом їх на поверхню та утворенням сходинок, що мають електричний заряд. Запропоновано модель розрахунку роботи виходу електронів (РВЕ) для неідеальної поверхні металів, побудовану на базі уявлень про зв'язок РВЕ з електровід'ємністю атомів, а також з урахуванням утворення на поверхні нанодефектів. Уперше доведено, що спосіб виміру значень РВЕ дає можливість раннього прогнозу зародження мікротріщин втомленості. Із використанням фізичної моделі втомленості здіснено кількісні оцінки зниження РВЕ, густини сходинок та швидкості розмноження дислокацій. Експериментально доведено, що поверхневий зарядовий рельєф чутливий до тертя та процесів контактної взаємодії та може бути використаний як інформативний параметр під час досліджень процесів тертя та зносу. Визначено, що обробка сплавів потужними імпульсами електричного струму здатна суттєво збільшити опір втомленості. Виміряно структурні параметри поверхні після електроімпульсної обробки. На підставі аналізу