500N是澳标带肋钢筋AS/NZS 4671:2001标准中的高强度钢筋牌号,属于一种节约高效型建筑结构用材料,产品具有高强度和良好的塑性及焊接性,广泛应用于高层建筑、桥梁、机场及石油化工等行业。加快该产品经济性的开发,对开拓澳洲市场和缓解国内钢铁产能过剩具有积极和重要的意义。本课题充分结合莱钢棒材生产线的冶炼及轧制工艺装备水平现状,在原来添加较多合金并采用热轧方式生产高强度钢筋的基础上,通过减量化微合金化设计,以实验室基础研究为手段,得出了生产500 MPa级强韧性钢筋控轧控冷工艺的相关控制点,并进行了现场工业试验,最终确定了工业化生产500 MPa级热轧钢筋所需的关键工艺参数,成功批量生产了Φ12～Φ36澳标钢筋,产品符合用户的使用要求。开发的钢筋较普通热轧钢筋生产成本得到大幅度降低,为钢厂带来了良好的经济效益。论文取得主要成果如下:(1)鉴于澳标标准要求碳当量相对国标低,控制难度大,设计了适量钒氮微合金化的经济型成分,并根据成分特点,研究了 500N铸坯的高温塑性行为。研究结果表明,750～885℃是500N钢铸坯塑性裂纹敏感性较强的温度区间。因此,在实际生产过程中,连铸矫直表面温度应控制在885℃以上,避开容易产生裂纹的脆性温度范围。(2)研究了钒氮微合金化高强钢筋高温下变形奥氏体动、静态再结晶行为规律。动态再结晶研究结果表明,在生产500N高强钢筋时,一般粗、终轧各道次应变速率为1.0～10 s-1之间,在1000℃以上轧制温度时采用不切分单线轧制可以实现奥氏体动态再结晶。静态再结晶研究结果表明,500N钢发生静态再结晶的开始温度为900～950℃之间,道次间隔时间保证至少在5 s以上。根据莱钢棒材生产线工艺实际情况,采用全连续轧制时钢筋通过前后相邻轧机道次间隔时间较短,静态再结晶所需要的时间明显不满足要求。因此,钒氮微合金化500N高强钢筋选择900～950℃温度区间作为精轧未再结晶区轧制开始温度较为合适。(3)钒氮微合金化500N高强钢筋的轧后冷却动态CCT曲线测定结果表明,当冷却速度大于5℃/s时,贝氏体组织开始在钢中出现,由于热轧高强钢筋要求轧后钢筋组织应为铁素体和珠光体组成,一般不允许出现贝氏体等组织,因此,500N钢筋轧后冷速不宜超过5℃/s。(4)通过精轧前冷却和轧后轻穿水冷却组合工艺生产的500N钢筋经过自然时效后性能最佳,且比采用普通热轧工艺情况下可节约V合金50%左右。(5)500N钢筋冷床均热后温度控制在820～860℃之间,经空冷后组织均为F+P组织,未出现其它异常组织,且与普通热轧组织相比更加细小均匀。对控轧控冷工艺生产钢筋的第二相分析结果表明,析出的第二相V(C,N)粒子细小弥散且均匀分布于钢中,达到了提高钢筋强度的目的。