HRB500E抗震钢筋是一种低碳珠光体和铁素体钢筋,具有较高的强度和较好的塑性。只添加一定的钒元素很难满足HRB500E抗震钢筋的强度和塑性的要求,通过添加铌元素来对HRB500E抗震钢筋进行复合强化完善,具有提高单一元素强化效率,并降低生产成本的重要意义。通过热力学计算、动力学计算以及二维点阵错配度计算出HRB500E抗震钢筋中不同第二相的热力学析出温度,计算结果表明:含铌和钒的第二相在奥氏体转变铁素体的过程中基本完全析出。HRB500E抗震钢筋中Nb元素碳氮化物在奥氏体中沉淀析出的PTT曲线呈C曲线形式,晶界形核方式的鼻子点温度大致在1000-1030℃,均质形核与位错形核方式的鼻子点温度大致在850-870℃。Nb C与?-Fe、?-Fe和?-Fe异质形核的错配度分别为:8.71%、11.59%、13.2%;VC与?-Fe、?-Fe和?-Fe异质形核的错配度分别为:4.40%、1.70%、18.80%。Nb C与?-Fe、VC与?-Fe更易于形核。采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和能谱仪对HRB500E抗震钢筋的组织和形貌以及第二相析出物进行了观察与分析。结果显示,HRB500E抗震钢筋中的第二相碳化铌析出物尺寸在50nm～60nm左右,形貌大致呈圆形,主要分布在晶界附近。通过添加不同含量的元素Nb来进一步研究HRB500E抗震钢筋中晶粒尺寸的变化,只添加钒元素的试验钢铁素体晶粒尺寸为3.6～8.3μm之间;铌含量为0.013%的试验钢的铁素体晶粒尺寸为2.6～5.3μm之间;铌含量为0.017%的试验钢的铁素体晶粒尺寸为2.4～4.8μm之间;铌含量为0.023%的试验钢的铁素体晶粒尺寸为2.6～4.3μm之间。添加铌元素后,HRB500E抗震钢筋的晶粒尺寸显著细化,抗拉强度由500 MPa提高到560 MPa。