在超高強精軋鋼筋領(lǐng)域，目前國際上幾種典型的鋼種成分為：40Si2MnMoV、40Si2MnV、45Si2CrB、70SiMnCr等，工藝路線為穿水淬火＋中高溫回火，組織以回火索氏體或屈氏體為主，其共同的特點是含碳量較高、氫脆敏感性較高、工藝復雜、成本較高、強屈比較低、安全系數(shù)低，且大規(guī)格鋼筋存在淬不透的現(xiàn)象。超高強精軋鋼筋制成的工件在使用過程中，因環(huán)境中的氫進入鋼中，存在延遲斷裂問題，嚴重影響了超高強精軋鋼筋構(gòu)件的使用壽命。為此，河鋼承鋼與清華大學、北京交通大學研究團隊提出高強高韌化的3條思路：采用無碳化物貝氏體/馬氏體（CFB/M)復相鋼，取消常規(guī)貝氏體鋼中的碳化物，由殘余奧氏體取代碳化物，減少裂紋源；由無碳化物貝氏體片條分割原奧氏體晶粒，細化馬氏體組織，貝氏體板條的精細亞結(jié)構(gòu)和殘余奧氏體薄膜形成超細化的復相組織，提高強韌性匹配；殘余奧氏體薄膜作為不可逆氫陷阱減少可擴散氫濃度，使氫難以在局部裂紋尖端富集，顯著提高抗氫脆能力。

基于上述思路，河鋼承鋼采用中低碳Mn-Si-Cr合金系,采用碳保證鋼的強度，碳含量在一定范圍內(nèi)增加，根據(jù)鋼筋的強度級別要求，碳含量選定在0.2%～0.3%范圍內(nèi)；采用Mn作為主要合金元素，以保證所設(shè)計的鋼筋在空冷條件下獲得一定量的貝氏體組織；添加Cr進一步降低貝氏體轉(zhuǎn)變溫度；適量的Si可充分抑制碳化物的析出，促進無碳化物貝氏體組織的形成，同時有利于在較高的溫度下回火，以改善鋼筋的韌性和抗延遲斷裂性能；V作為微合金元素加入鋼中，通過細化晶粒和第二相彌散析出實現(xiàn)鋼的強韌化，進一步提高鋼筋的強度級別。