Дисертація присвячена вирішенню важливої народногосподарської задачі - застосування плазмово-іонної та лазерної технологій для підвищення ефективності різального інструменту та деталей. Досліджено процеси створення наноструктур у плазмово-іонних та лазерних технологіях. На основі вирішення сумісної задачі теплопровідності і термопружності з урахуванням кристалізації одержано температури, швидкості змінення температур і температурні напруження, у яких вилучені зони, де можливе створення наноструктур. Для різних іонів та їх зарядів від 1 до 3 одержано залежності розміру зерна, кількості атомів у зерні, діапазон глибин, на яких реалізуються наноструктури від енергії та заряду іонів, що дозволяє вибирати технологічні режими оброблення. і Визначено технологічні параметри дії піко- та фемтосекундного лазера, при яких можна отримувати безпосередньо наноструктури. Крім того, наведено режими, для яких с можливість отримання наноструктур завдяки дії температурних напружень. Експериментально показано можливість реалізації нано- та субмікроструктур для швидкорізальних сталей. Проведено експериментальне дослідження впливу швидкості та подачі на ефективність токарної обробки загартованої сталі ШХІ5 різальним інструментом із нанопокриттям, визначено режим, коли реалізується максимальний об'єм матеріалу, що знімається за період стійкості РІ. Досліджено вплив енергії іонів і розміру зерна на ефективність оброблення легованого вольфрамом чавуну. Надано методику порівняння плазмово-іонної та лазерної обробки РІ та його ефективності за технічними та економічними чинниками, що дає можливість вибирати технологію зміцнення. Результати роботи впроваджені на виробництві публічного акціонерного товариства «ФЕД» з економічною ефективністю 350 тис. грн у рік за рахунок підвищення ефективності різального інструменту