热轧带肋钢筋是建筑用钢中应用最为广泛的钢种,每年生产及用量巨大。根据2018年我国颁布的热轧带肋钢筋新标准,制定了更加严格的生产规范,对铁素体、珠光体组织等进行了严格要求界定,以提高国内的钢筋质量。新国标颁布后,余热处理生产方式因其性能稳定性差而逐渐被V、Nb等微合金化技术路线取代。国内巨大的钢筋产量造成了金属V、Nb的大量使用,导致V合金一度价格高昂。作为适用范围广、使用量巨大的普通钢铁产品,热轧钢筋降低生产过程的昂贵合金用量,实现低成本高质量的开发生产,缓解贵重金属消耗带来的巨大成本压力,既是企业提高产品竞争力的选择,也是钢铁行业可持续发展的必然要求。热轧钢筋生产过程中,由于冶炼工序不进行深度脱氧、脱气处理,成品钢筋中含有大量尚未被有效利用的夹杂物。有效利用钢中脱氧产物,实现材料性能强化,即基于氧化物冶金机制,利用钢中脱氧产物进行强化,是实现热轧钢筋产品性能有效手段之一。本课题将探索使用氧化物冶金工艺冶炼生产低合金高强度热轧钢筋的可行性,主要包括以下内容:（1）为了阐明氧化物冶金工艺下夹杂物析出规律,并指导后期实验和工业研发,本课题开展了氧化物冶金脱氧热力学分析。计算结果表明,Si、Mn预脱氧条件下,钢中氧含量在47ppm左右;微合金条件下Ti具有多种价态脱氧产物,其中Ti2O3、Ti3O5的稳定性最高;为避免钢中大量的Al2O3析出,当Ti含量为0.025%时应控制Al含量在0.009%以下。析出过程中由于元素偏析,TiN也将在1468℃时开始析出,并在不同的氧、氮含量下和Ti2O3竞争析出,当钢中氧含量大于5ppm,氮含量小于60ppm时,TiN以氧化物夹杂为质点进行析出。（2）通过奥氏体连续冷却转变实验和奥氏体等温转变实验,分析了粗晶奥氏体组织转变规律及夹杂物细化铁素体晶粒机理。在Ti脱氧钢的粗晶奥氏体连续冷却转变中,低冷速条件下得到多边形铁素体和珠光体组织;高冷速条件下获得多边形铁素体、贝氏体和针状铁素体混合组织。对比20MnSi钢,Ti脱氧钢中珠光体相变冷却速度范围增加,珠光体相变更为容易;相同冷却速度下,Ti脱氧钢中珠光体含量增加,钢筋抗拉强度得到提高。在等温转变温度较高的条件下,当奥氏体晶界面积完全利用后,非金属夹杂物能够有效诱导多边形铁素体在奥氏体晶内形核、长大;在等温转变温度降低的条件下,非金属夹杂物能够有效诱导针状铁素体形核,并推测Ti脱氧钢中针状铁素体形成温度在 675～650℃。（3）结合实验结果分析了轧制工艺参数对氧化物冶金型热轧钢筋性能的影响。加热温度及变形温度对钢筋组织性能影响程度不及轧后冷却速度。结合工艺参数探索,对三组实验钢进行了实际轧制,得到其性能参数。20MnSi实验钢在余热处理后性能略有提升,但在上表面产生回火马氏体等异常组织,不符合新国标;Ti脱氧实验钢在常规轧制后屈服强度达到440MPa,抗拉强度达到656MPa。对Ti脱氧钢进行不同生产工艺的模拟实验,发现预穿水工艺在不产生异常组织的前提下,其性能和经过余热处理后的性能相近,较常规热轧有小幅度提高,有利于钢筋性能的进一步提升。（4）结合实验数据建立实验钢显微组织和强度之间的量化关系,屈服强度中晶粒细化导致的强度增量占整体贡献量的50%左右;VN微合金钢筋中沉淀强化导致的强度增量占比上升至10%左右。在显微组织和抗拉强度的量化关系中,碳含量占主导作用,每增加0.1 wt%的碳含量,钢筋能够增加70MPa抗拉强度。但为保证钢筋韧性和焊接性能等综合性能,钢筋中含碳量不得超过0.25%。