控(kong)制(zhi)冷(leng)卻的(de)(de)(de)(de)核心在(zai)于通過冷(leng)卻路(lu)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)實(shi)現(xian)對奧(ao)氏體(ti)相變(bian)組織(zhi)和材料性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)調控(kong)，因(yin)此冷(leng)卻路(lu)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)可(ke)控(kong)范圍是(shi)(shi)控(kong)制(zhi)冷(leng)卻具備改善組織(zhi)性(xing)能(neng)潛(qian)力大小的(de)(de)(de)(de)決定(ding)因(yin)素。顯然，如何(he)(he)獲(huo)得高冷(leng)卻強(qiang)度以及如何(he)(he)在(zai)高速率(lv)冷(leng)卻條(tiao)件下保(bao)持均勻(yun)化冷(leng)卻，以實(shi)現(xian)全表面溫降和相變(bian)的(de)(de)(de)(de)協同(tong)控(kong)制(zhi)是(shi)(shi)控(kong)制(zhi)冷(leng)卻開發(fa)的(de)(de)(de)(de)關鍵。以傳統層流冷(leng)卻機制(zhi)為(wei)核心的(de)(de)(de)(de)表面換(huan)(huan)熱(re)形式以膜態沸騰(teng)和過渡沸騰(teng)換(huan)(huan)熱(re)為(wei)主(zhu)，持續(xu)冷(leng)卻能(neng)力較弱，同(tong)時基體(ti)內部熱(re)量不(bu)能(neng)有(you)效、均勻(yun)傳遞至表面，導(dao)致因(yin)相變(bian)差異而產生(sheng)組織(zhi)分布不(bu)均的(de)(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)。為(wei)此，如何(he)(he)控(kong)制(zhi)表面高效有(you)序換(huan)(huan)熱(re)與內部導(dao)熱(re)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)平衡關系(xi)，是(shi)(shi)兼備滿足冷(leng)卻強(qiang)度和冷(leng)卻均勻(yun)性(xing)的(de)(de)(de)(de)必要(yao)條(tiao)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銹鋼(gang)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)(zai)研(yan)(yan)發過程(cheng)中(zhong)發現(xian)，與(yu)鋼(gang)板(ban)在(zai)(zai)平面方向上(shang)下對(dui)稱(cheng)控制(zhi)溫度(du)(du)場(chang)從(cong)而保持熱(re)應力對(dui)稱(cheng)特征不(bu)(bu)同，在(zai)(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)圓(yuan)(yuan)形外表面下，均勻(yun)對(dui)稱(cheng)分布的(de)(de)冷(leng)卻介質無法實(shi)(shi)現(xian)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)圓(yuan)(yuan)周方向的(de)(de)冷(leng)卻均勻(yun)性，這表明必須通過適(shi)當的(de)(de)非(fei)對(dui)稱(cheng)流(liu)(liu)場(chang)控制(zhi)實(shi)(shi)現(xian)均勻(yun)的(de)(de)換熱(re)過程(cheng)。與(yu)之密切相關的(de)(de)流(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)變(bian)行為(wei)，特別是在(zai)(zai)該(gai)流(liu)(liu)場(chang)與(yu)溫度(du)(du)場(chang)耦合作(zuo)用下的(de)(de)微觀換熱(re)機制(zhi)是關鍵。東北大學在(zai)(zai)前期的(de)(de)板(ban)帶鋼(gang)控制(zhi)冷(leng)卻研(yan)(yan)究(jiu)中(zhong)，基于有限元模擬與(yu)實(shi)(shi)驗研(yan)(yan)究(jiu)相結合的(de)(de)方式獲得了(le)(le)針對(dui)板(ban)平面的(de)(de)流(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)變(bian)特性，進而將一(yi)定壓力和(he)(he)速度(du)(du)的(de)(de)冷(leng)卻水流(liu)(liu)，以(yi)一(yi)定角度(du)(du)在(zai)(zai)高(gao)溫鋼(gang)板(ban)表面進行沖擊(ji)流(liu)(liu)動，形成沖擊(ji)射(she)流(liu)(liu)，通過射(she)流(liu)(liu)沖擊(ji)換熱(re)和(he)(he)核態沸(fei)騰換熱(re)機制(zhi)實(shi)(shi)現(xian)了(le)(le)高(gao)強度(du)(du)均勻(yun)化(hua)冷(leng)卻。這一(yi)思想(xiang)為(wei)解決不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)控制(zhi)冷(leng)卻問(wen)題提供了(le)(le)研(yan)(yan)究(jiu)路線和(he)(he)方法，同時(shi)也為(wei)進一(yi)步提高(gao)和(he)(he)優化(hua)熱(re)軋管(guan)材均勻(yun)化(hua)冷(leng)卻技術提供了(le)(le)理論基礎(chu)。