控(kong)制(zhi)冷卻(que)(que)(que)的(de)(de)(de)(de)(de)核(he)心在(zai)于通過冷卻(que)(que)(que)路(lu)徑的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)實現對奧(ao)氏體相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)組(zu)織(zhi)和材料性能的(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)，因(yin)此(ci)冷卻(que)(que)(que)路(lu)徑的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)控(kong)范圍是(shi)控(kong)制(zhi)冷卻(que)(que)(que)具備改善組(zu)織(zhi)性能潛力大(da)小的(de)(de)(de)(de)(de)決定因(yin)素。顯然，如何獲得高冷卻(que)(que)(que)強度以及如何在(zai)高速率冷卻(que)(que)(que)條件下保持均(jun)(jun)(jun)勻化冷卻(que)(que)(que)，以實現全表(biao)(biao)面(mian)(mian)溫(wen)降(jiang)和相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)協同控(kong)制(zhi)是(shi)控(kong)制(zhi)冷卻(que)(que)(que)開發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)。以傳(chuan)統層流冷卻(que)(que)(que)機(ji)制(zhi)為(wei)核(he)心的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)換熱形式以膜態沸騰和過渡沸騰換熱為(wei)主，持續冷卻(que)(que)(que)能力較弱(ruo)，同時基體內部(bu)(bu)熱量不能有效(xiao)(xiao)、均(jun)(jun)(jun)勻傳(chuan)遞至表(biao)(biao)面(mian)(mian)，導(dao)致(zhi)因(yin)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)差(cha)異而產生(sheng)組(zu)織(zhi)分布不均(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)(de)現象。為(wei)此(ci)，如何控(kong)制(zhi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)高效(xiao)(xiao)有序換熱與內部(bu)(bu)導(dao)熱之間的(de)(de)(de)(de)(de)平衡關(guan)系，是(shi)兼(jian)備滿足冷卻(que)(que)(que)強度和冷卻(que)(que)(que)均(jun)(jun)(jun)勻性的(de)(de)(de)(de)(de)必要(yao)條件。

  射流沖擊冷卻是一種有效的強化傳熱冷卻方法，近年來東北大學在熱軋板帶鋼領域對其開展了深入應用研究，開發出了以超快速冷卻為核心的新一代熱軋板帶鋼TMCP技術。基于射流沖擊的強制對流作為換熱效率最高的傳熱方式，是保證高速率均勻化冷卻的關鍵。為此，將該冷卻換熱方式引入到熱軋不銹鋼管中，通過流速、壓力、流量連續可調的冷卻水持續擊破不(bu)銹鋼管表面氣膜，在壁面實現大面積高熱通量換熱。在冷卻過程中既可以保持較高冷卻強度，實現極限控制冷卻條件的直接淬火工藝，又具備較高冷卻均勻性，可滿足控制冷卻工藝和組織性能在線調控的需求。然而，由于無縫鋼管具有特殊的環形斷面特征，冷卻介質在射流沖擊條件下于基體表面的流體流動行為、表面熱／流耦合換熱模型等相關的核心冷卻均勻化控制機制問題是完全不同于板帶鋼的平面表面特征的。

  在(zai)研(yan)發(fa)過(guo)程中發(fa)現(xian)，與鋼(gang)(gang)板在(zai)平面方向上下(xia)(xia)對稱(cheng)控制(zhi)溫(wen)(wen)度(du)場(chang)從而保持(chi)熱(re)應力對稱(cheng)特征不(bu)(bu)同，在(zai)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)圓(yuan)形(xing)(xing)外表(biao)面下(xia)(xia)，均勻(yun)(yun)對稱(cheng)分(fen)布的(de)(de)冷(leng)(leng)卻介(jie)質無法(fa)實(shi)現(xian)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)圓(yuan)周方向的(de)(de)冷(leng)(leng)卻均勻(yun)(yun)性(xing)，這表(biao)明必(bi)須通(tong)過(guo)適當的(de)(de)非(fei)對稱(cheng)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)場(chang)控制(zhi)實(shi)現(xian)均勻(yun)(yun)的(de)(de)換(huan)(huan)熱(re)過(guo)程。與之密切相(xiang)關(guan)的(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)變行為(wei)，特別(bie)是在(zai)該流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)場(chang)與溫(wen)(wen)度(du)場(chang)耦合(he)作用下(xia)(xia)的(de)(de)微觀換(huan)(huan)熱(re)機制(zhi)是關(guan)鍵。東(dong)北大(da)學(xue)在(zai)前(qian)期的(de)(de)板帶鋼(gang)(gang)控制(zhi)冷(leng)(leng)卻研(yan)究(jiu)中，基于有(you)限元模擬與實(shi)驗研(yan)究(jiu)相(xiang)結合(he)的(de)(de)方式獲得(de)了針對板平面的(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)變特性(xing)，進而將一定(ding)壓(ya)力和(he)速度(du)的(de)(de)冷(leng)(leng)卻水流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，以一定(ding)角度(du)在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)鋼(gang)(gang)板表(biao)面進行沖擊流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)，形(xing)(xing)成沖擊射流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，通(tong)過(guo)射流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)沖擊換(huan)(huan)熱(re)和(he)核態沸騰換(huan)(huan)熱(re)機制(zhi)實(shi)現(xian)了高(gao)強度(du)均勻(yun)(yun)化(hua)冷(leng)(leng)卻。這一思想為(wei)解決不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)控制(zhi)冷(leng)(leng)卻問題提供(gong)(gong)了研(yan)究(jiu)路線和(he)方法(fa)，同時(shi)也(ye)為(wei)進一步提高(gao)和(he)優化(hua)熱(re)軋管(guan)材(cai)均勻(yun)(yun)化(hua)冷(leng)(leng)卻技術(shu)提供(gong)(gong)了理論(lun)基礎。