建筑用钢筋是我国产量和消费量最大的品种，占整个钢产量的1/4左右。随着我国经济建设的需要，建筑结构对屈服强度大于400MPa的高强度钢筋的需求越来越大。由于钢筋这类长形材产品生产速度快，轧制温度高，终轧温度通常在1000℃以上，其工艺特点决定了钢筋的合金设计适宜采用钒微合金化技术。但是，钒是一种贵金属资源，钒的加入使钢筋的成本提高。在满足钢筋性能要求的前提下，应尽可能减少钒的加入量，达到节约钒资源和减少合金成本的目的。通过充分利用廉价的氮元素，可显著提高钒钢的强化效果，达到节约合金含量、降低成本的目的。
传统的二级热轧钢筋成分体系为20MnSi，而三级钢筋则在原有体系基础上添加一定量的V元素，产生沉淀强化提高钢的强度。而采用V-N微合金化技术可降低三级钢筋中的V含量，一般V含量降低至0.04%以下。文中计算所采用的成分体系如表。普通N含量以0.0040%计算，考虑V-N微合金化技术钢中实际的增N效果，N含量为0.0080%和0.012%两种。
图为不同N含量的含钒钢筋中V(C, N)析出量与温度的关系。N含量的不同不仅导致钢筋中V(C, N)析出物开始析出温度的不同（N含量越高，析出温度越高），而且使钢筋中750℃V(C, N)析出总量的显著差异。在750℃，N含量为40ppm时，V(C, N)的析出总量为0.037%左右，有不少V保持固溶于基体中；而N含量为120ppm时，析出量则达到0.05%左右，固溶V量较少。
析出量与温度的关系
另一方面，为了达到高N钢的V析出量水平，在40ppmN含量的条件下，V含量需增加至0.055%。即使析出量保持相当的情况下，低N钢由于析出物中N分数较低图，稳定性低于高N钢，析出效率不够优化。因而为保持相同的强化效果，V含量还应高于0.055%。因此，在相同V含量的情况下，提高钢筋中的N含量，可优化V的析出效率，提高钢筋的性能；在相同的性能水平下，提高钢筋中的N含量可大大节约V用量，在计算中至少可节约V含量30%以上。
N占位分数与温度的关系
增N前后析出相的粒度分布结果对计算结果加以验证，如图。钒钢中尺寸小于10nm的细小颗粒分数仅为21.1%，而钒氮钢中的这一分数增加到32.2%。相分析的结果清楚地表明，钢筋中增氮不仅促进了V(C,N)的析出，还减小了V(C,N)颗粒的平均尺寸，大大增加了颗粒尺寸低于10nm的细小析出相的百分数。细小弥散V(C,N)析出相数量的增加是钒氮钢强度升高的主要原因。从而间接验证了含V钢筋增N的热力学计算结果。
钢筋中V(C,N)析出相的粒度分布结果（a）V钢,（b）V-N钢
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