Ti微合金钢的微观组织和力学性能与钢中各类含Ti第二相颗粒析出行为密切相关。热轧后连续冷却过程中相变铁素体中形成的相间析出碳化物在强化铁素体基体方面起关键作用。回火过程中纳米碳化物的析出行为及碳化物的变化特征,显著影响实验钢的力学性能。淬火、回火处理以及两相区变形在改变实验钢微观组织形态的同时显著影响了碳化物的析出特征,从而影响实验钢的力学性能。铁素体中均匀分布的纳米碳化物析出可以显著提高实验钢强度,为此研究了Ti微合金钢轧后连续冷却过程中含Ti析出相的析出行为及析出特征。结果表明,连续冷却过程中形成的大量含Ti碳化物主要在铁素体中以相间沉淀形式析出,析出相的形成与冷却速率和Ti含量密切相关。而添加Mo元素推迟并促进了铁素体中纳米碳化物析出,使沉淀强化作用更显著。为了探究回火工艺对相间析出与过饱和析出的影响,研究了不同温度、不同时间条件下Ti微合金钢中纳米碳化物的析出行为和析出特征。结果表明,回火后屈服强度变化与回火过程中纳米碳化物的析出、长大和粗化行为有关,在高温长时间等温过程中这种含Mo的纳米碳化物具有较好的热稳定性,且相间析出颗粒较过饱和析出颗粒具有更优越的抗粗化能力,析出强化作用更明显。淬火、回火处理通过改变微观组织形态显著改善了钢的低温韧性,但也同时对热轧钢板中形成的纳米碳化物颗粒产生影响。韧性改善主要得益于板条贝氏体组织的形成；而淬火、回火过程虽然弱化了热轧态形成纳米碳化物的强化作用但却使这些碳化物充分保留下来并促进了过饱和碳化物析出。为了充分发挥细晶强化与沉淀强化的综合作用,研究了终轧温度对微观组织演变及碳化物析出行为的影响。第二阶段变形延续至两相区时,不仅能够细化晶粒,而且能生成由等轴晶粒及亚晶粒组成的混合组织。随变形温度降低,组织细化明显,因此提高了钢的低温韧性。降低变形温度抑制了相间析出形成,但应变累积促进了低温铁素体中过饱和碳化物析出,在一定程度上发挥了析出强化效应。