Рассмотрены оборудование и методики физического моделирования и исследования процессов структурообразования, происходящих при термомеханической обработке стали: роста зерна аустенита при нагреве, деформационного упрочнения при горячей деформации, сопровождаемого процессами термического разупрочнения – возвратом и динамической и статической рекристаллизацией, выделения карбонитридов микролегирующих элементов, фазовых превращений при контролируемом охлаждении. Описаны методики и результаты экспериментального исследования возникновения температурных интервалов хрупкости стали (ТИХ) и зависимостей характеристик ТИХ от параметров обработки металла при непрерывной разливке. Рассмотрен метод определения предельных значений критерия разрушения Кокрофта-Латама и их изменения по ходу горячей деформации стали. Показано, что предельные значения критериев разрушения определяются структурой металла и изменяются по ходу термомеханической обработки. Рассмотрены методы термомеханической обработки для получения нанокристаллической и ультрамелкозернистой структуры, в том числе многоэтапная горячая деформация в аустенитном структурном состоянии в сочетании с термоциклированием, горячей деформацией в температурном интервале фазовых превращений, деформационно-стимулированное фазовое превращение (DIFT). Описаны методы моделирования температурных режимов сварки и возникновения зон термического влияния. Представлены примеры решения тепловой и деформационной задач при помощи метода конечных элементов. Отмечается, что методы компьютерного инжиниринга и создание цифровых двойников промышленных технологий позволяют решить множество производственных задач, в том числе обеспечить разработку технологий изготовления сталей с заданными параметрами структуры и комплексом механических свойств, выполнить анализ причин разрушения и скорректировать производственные технологии для предохранения от разрушения. Предназначено для студентов магистратуры и аспирантов, обучающихся по программам обучения «Металлургия» и «Материаловедение».