热轧钢筋是现代工业中的重要钢材之一，主要运用于建筑行业。我国生产的热轧钢筋在强韧性等机械性能上与钢铁发达国家相比还存在着较大的不足，为了满足市场需求，尽快与国际市场接轨，生产高强度钢筋就显得格外重要。本文针对这一现状，在理论分析和实验的基础上，提出了通过控制轧制和控制冷却的方法，尤其是通过轧后的余热淬火工艺来提高钢筋的综合机械性能。论文首先从螺纹钢筋的组织成分入手，对螺纹钢筋的横断面上组织及变化进行观察及分析，发现通过余热淬火处理的钢筋表层为回火马氏体，心部为非马氏体组织，其中表面层的马氏体厚度是影响钢筋强度的重要因素。同时，还对钢材的夹杂物含量，钢筋表面裂等进行了分析，并针对钢筋的使用性能，对焊接钢筋的热影响区进行了分析。通过微观的观察和分析，发现了钢筋的微观组织及形态决定了钢筋的力学性能。而钢筋的微观组织由钢材的化学成分，轧制工艺以及轧后的冷却工艺决定。要改善钢筋的力学性能，必须对以上各影响因素进行调整以得到最佳的成分和工艺。通过对钢筋化学成分及轧制参数与钢筋强度和塑性指标的相关性分析，发现钢筋的化学成分和轧制过程的轧制参数对钢筋最终的性能也有很大影响。在大量实验数据分析的基础上发现，将钢筋的碳，锰，硅的含量适当提高将有利于提高钢筋的性能。并通过分析对轧制参数进行了调整，以利于得到更高性能的钢筋。轧后的余热淬火将决定钢筋最终的性能。在这一过程中，冷却参数是影响钢筋性能的主要因素。在现场生产中两个重要的冷却参数冷却时间和冷却水量分别由冷却管长度和冷却水压力决定。通过大量实验并对实验结果进行分析，对这两个参数及其对钢筋性能的影响进行了分析，并结合实际，得出了优化的冷却参数。轧后余热淬火的核心问题就是数学模型的建立。本文从理论出发，通过对钢筋冷却过程传热的分析，建立了冷却过程中的三个数学模型：始冷温度预报模型，冷却水量模型和自回火温度模型。并结合实际情况，对模型进行数学简化，使之更加适合现场生产。实践表明，控制冷却中的数学模型对现场生产有很好的指导作用。本文理论结合实践，通过余热淬火生产的钢筋机械性能有较大的提高，因此有较大的实用意义和学术意义。