Проведено дилатометрическое исследование стали 45Х5МФ, используемой для изготовления валков прокатных станов. По результатам дилатометрического и металлографического анализа установлена кинетика перлитного превращения в стали при непрерывном охлаждении. При помощи разработанной методики численного моделирования структурных превращений при непрерывном охлаждении решена обратная задача и установлена расчетная изотермическая диаграмма распада переохлажденного аустенита стали 45Х5МФ в области перлитного превращения. Для проверки полученного решения построена экспериментальная изотермическая диаграмма распада аустенита стали 45Х5МФ в перлитной области, которая достаточно точно соответствует расчетной.