本文以自然科学基金重点项目“超快冷条件下低碳钢中纳米析出物控制及综合强化机理”为背景,以在普通C-Mn钢的基础上单独加入Ti的微合金钢为成分体系,通过热模拟实验及热轧实验,系统研究了连续冷却相变行为、铁素体相变及纳米析出行为,并探讨了超快冷工艺下Ti微合金化钢的强韧化机理。主要内容如下:（1）通过连续冷却相变实验分析了冷却速度、Ti合金元素以及变形对Ti微合金钢连续冷却相变行为的影响,并绘制了实验钢的CCT曲线。结果表明,变形提高了铁素体相变开始和相变结束温度,促进铁素体和珠光体相变,使实验钢的CCT曲线左移;Ti合金元素的加入,降低了奥氏体相变开始温度,使CCT曲线向右下方移动,抑制铁素体、珠光体相变,促进贝氏体相变。（2）通过等温淬火实验,研究了 Ti含量对铁素体相变以及析出过程的影响规律。结果表明,Ti元素的添加可以在铁素体基体中产生数量多、细小而均匀的TiC析出粒子,提升铁素体晶粒内部的维氏硬度。随着Ti含量升高,相间析出列间距逐渐减小;0.12Ti实验钢中析出粒子总体积分数最大,平均尺寸较小,析出强化对屈服强度的贡献量Δσppt最大。TiC粒子具有NaCl型晶体结构,与铁素体基体遵循Baker-Nutting位向关系。（3）通过热模拟试验研究等温温度对实验钢显微组织、显微硬度和析出行为的影响规律。结果表明,0.12 Ti实验钢中的析出方式以弥散析出为主,且均可观察到相间析出;随着等温温度的降低,相间析出列间距减小;等温温度为630℃时,析出粒子总体积分数最高,平均尺寸最小,Δσppt最大。因此认为铁素体内TiC析出曲线在630℃附近。（4）通过热轧实验研究终冷温度对实验钢组织及力学性能的影响规律。结果表明,随着终冷温度的降低,0.12Ti实验钢的抗拉强度、屈服强度和冲击功均逐渐下降,且均在610℃达到最大值,因此认为析出强化的鼻尖温度在610℃附近。可以观察到0.12 Ti实验钢铁素体基体中析出了弥散的碳化物,终冷温度高于680℃时,析出粒子数量急剧减少甚至消失。