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20MnSi螺纹钢为建筑工程中钢筋混凝土构件，同时也是强度高和综合性能好的钢种。可用于钢结构、建筑业、机器零部件及各类标准件的制作，并广泛用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设。目前应用的20MnSiⅡ级螺纹钢强度偏低，仅为335MPa，已远远不能满足人们对经济建设要求。如何在降低成本的基础上，对20MnSi螺纹钢成分、性能进行优化已是现阶段的研究重点。向20MnSi螺纹钢中添加V元素与N元素进行微合金化，是目前管、线材工业生产的主要强化工艺。为此，本论文立足于优化20MnSi螺纹钢成分、提高其性能，在N含量为0.04%的基础上，通过加入0.014%、0.027%、0.039%、0.047%、0.051%、0.052%的V元素，采用蔡司金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究试验钢的精细显微结构；利用显微硬度仪、JB－30B型冲击实验机、拉伸试验机等分析手段研究不同V含量和时效时间对其力学性能的影响。并对不同的V含量下的20MnSi螺纹钢屈服强度和抗拉强度进行拟合。V细化了珠光体和铁素体晶粒，当V含量为0.052%，晶粒尺寸达到1.6μm；珠光体中有二次渗碳体析出，使渗碳体层片变得不平直。20MnSi螺纹钢中加入N和V元素并没有改变夹杂物形貌和成分。但析出物在晶界处聚集，起到细晶强化和沉淀析出强化的作用，并为渗碳体的析出提供方向性；V的加入提高了试验钢的塑韧性；断口形貌由脆性区转变为韧性区，并出现细小的等轴韧窝。随着时效天数和V含量的增加，抗拉强度和伸长率增加；随着时效天数的增加，屈服强度先增加后减小；随着V含量的增加，屈服强度增大。在V含量为0.047%试验钢中，获得了屈服强度达到831MPa，抗拉强度到1140MPa，伸长率为29.1%，屈强比为0.79，冲击韧性为99.6J的高延性抗震钢筋。虽然获得了性能优异的20MnSi螺纹钢，但N元素的存在使试验钢的时效时间增长到180天。