通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜和能量色散 X 射线光谱法研究了 Ti 和 Ti-Zr 微合金化低碳钢中的未溶解相和碳化物析出。在1225℃时，Zr取代Ti形成Zr₂CS和(Zr,Ti)N（Ti/Zr原子比为0.11），减少了Ti的消耗。在925 ℃下，首先析出TiC相，随后的析出过程中Zr掺入TiC晶格中，促进了碳化钛的析出。 Ti、C、N、Zr相互作用系数的计算表明，Zr降低了Ti和C的活性，增加了铁基体中N的活性。因此，随着Zr的加入，Ti的溶解度增加，Ti微合金化低碳钢在高温下Ti的消耗量减少。碳化物析出转化热力学计算表明，Zr置换Ti提高了碳化钛的形核驱动力和形核速率，同时降低了临界核尺寸和临界核能。随着保温时间的延长，Zr/Ti原子比增加，析出物的尺寸也增加。当 Zr/Ti 原子比达到一定水平时，析出物的尺寸不会随着原子比的进一步增加而增加。当 (Ti, Zr)C 中 Zr/Ti 原子比为 0.05-0.17 时，(Ti, Zr)C 是最稳定的碳化物，在 925 ℃ 时最容易形核。在 925 ℃50 和 100 s 后，(Ti, Zr)C 相比 TiC 多，并且 (Ti, Zr)C 完成粗化行为的时间比 TiC 短。