由于地震的频发及其造成的灾难性后果,建筑用抗震钢筋引起国内外研究者的高度关注。传统抗震钢筋大多是在低碳钢的基础上添加Nb、V、Ti等微合金元素,并配合合适的热处理或控轧控冷工艺生产得出的,其组织大多数为铁素体和珠光体。本研究以低碳低合金钢化学成分为基础,熔炼了不同C、Si和Cr含量,并配有Nb微合金化的四种试验钢,而后采用不同的热处理工艺获得具有双相组织(铁素体和马氏体)的抗震钢筋。通过金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等分析测试技术,并结合力学性能测试,研究了不同热处理工艺参数对双相钢抗震钢筋的组织和力学性能的影响,探讨了钢的强韧化机理。研究获得如下结果：(1)用不同热处理工艺获得的双相钢组织差异较大。分级淬火组织与原始组织相比,晶粒尺寸增大,马氏体呈不规则块状分布在铁素体基体上；双重淬火能够获得由板条马氏体和条状及少量多边形铁素体组成的纤维状组织；亚温淬火能够获得多边形铁素体和在晶界处分布着的马氏体岛双相组织,晶粒尺寸明显小于用分级淬火方式获得的双相钢。(2)当达到组织平衡以后,延长亚温淬火加热时的保温时间对试验钢组织影响不大。亚温淬火加热温度对显微组织影响较大。当亚温淬火温度较低时,马氏体含量较少,并且弥散分布于铁素体晶界处；随着加热温度的升高,马氏体百分含量逐渐增大,并且增大的速率随温度的升高而增大。亚温淬火温度较低时,得到的马氏体主要是孪晶型,马氏体周围的铁素体基体中位错密度较低；亚温淬火温度较高时,可得到板条马氏体,在马氏体周围的铁素体中可观察到大量位错。(3)经过适当的亚温淬火处理,实验钢的屈服强度可以达到400～490MPa。08Mn2Nb钢和08SiMn2Nb钢的屈服强度随热处理温度的升高,先增大后减小,780℃时达到最大值；08CrMn2Nb钢和11Mn2Nb钢的屈服强度随亚温淬火温度的升高而增大,但800℃以后增大的趋势明显减小。实验钢的抗拉强度可以达到750～950MPa。抗拉强度随亚温淬火温度变化曲线都存在一个峰值点,08Mn2Nb钢和08SiMn2Nb钢的峰值温度都在780℃,而08CrMn2Nb和11Mn2Nb钢的抗拉强度峰值则出现在800℃。08CrMn2Nb钢的冲击韧性最好,08SiMn2Nb钢的冲击韧性次之,08Mn2Nb钢和11Mn2Nb钢的冲击韧性最差。通过工艺和组织优化,08CrMn2Nb钢可以获得屈服强度420MPa,抗拉强度850MPa,最大力总伸长率13%,断后延伸率20%,室温冲击韧性50J的指标。(4)相变组织强化是双相钢的主要强化方式,在相变强化基础上,通过Nb微合金化,发挥Nb的细晶强化和析出强化作用,是提高双相钢强度级别的重要手段。单向拉伸颈缩过程中,铁素体马氏体双相组织中微孔通过相界面结合力的丧失和马氏体岛的断裂而形核,马氏体的形态和分布对于颈缩阶段裂纹源产生和扩展有显著影响。