В рамках неравновесной эволюционной термодинамики исследуется процесс фрагментации металлов, подвергнутых обработке методами интенсивной пластической деформации. Рассматриваемый подход позволяет выделить основные каналы диссипации энергии системы. В приближении двухдефектной модели с учётом дислокаций и границ зёрен построена фазовая диаграмма, устанавливающая условия формирования предельных (стационарных) структур различных типов. Исследована кинетика эволюции плотностей каждого типа дефектов. Показано, каким образом, в зависимости от их начальных значений и значений управляющих параметров, — упругих сдвиговых и сжимающих деформаций, — формируются эти структуры. Установлено влияние на кинетику процесса степени взаимодействия двух дефектных подсистем. Выявлено, что изменение состояний системы имеет характер структурно-фазового перехода. Из способов описания следует, что предельная (стационарная) структура не является неизменной, а представляет собой динамическое равновесие процессов генерации и аннигиляции структурных дефектов.