控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)的(de)核心在(zai)于通過冷(leng)(leng)卻(que)路徑的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)實現(xian)對奧氏體(ti)相(xiang)變組(zu)織和材料(liao)性能的(de)調(diao)控(kong)，因(yin)此冷(leng)(leng)卻(que)路徑的(de)可控(kong)范圍是控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)具備改(gai)善組(zu)織性能潛力(li)大小的(de)決定(ding)因(yin)素(su)。顯然(ran)，如(ru)何獲(huo)得高冷(leng)(leng)卻(que)強度以(yi)(yi)及(ji)如(ru)何在(zai)高速率冷(leng)(leng)卻(que)條(tiao)(tiao)件下保持(chi)均(jun)勻(yun)化(hua)冷(leng)(leng)卻(que)，以(yi)(yi)實現(xian)全表面溫降和相(xiang)變的(de)協同控(kong)制(zhi)(zhi)是控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)開發的(de)關鍵。以(yi)(yi)傳(chuan)統層(ceng)流冷(leng)(leng)卻(que)機制(zhi)(zhi)為核心的(de)表面換(huan)熱(re)(re)形式以(yi)(yi)膜態沸(fei)騰和過渡沸(fei)騰換(huan)熱(re)(re)為主，持(chi)續(xu)冷(leng)(leng)卻(que)能力(li)較弱(ruo)，同時基體(ti)內(nei)部(bu)熱(re)(re)量不能有(you)效、均(jun)勻(yun)傳(chuan)遞至(zhi)表面，導致因(yin)相(xiang)變差異而產生(sheng)組(zu)織分布不均(jun)的(de)現(xian)象。為此，如(ru)何控(kong)制(zhi)(zhi)表面高效有(you)序換(huan)熱(re)(re)與內(nei)部(bu)導熱(re)(re)之間的(de)平衡關系，是兼備滿足冷(leng)(leng)卻(que)強度和冷(leng)(leng)卻(que)均(jun)勻(yun)性的(de)必要條(tiao)(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)發(fa)過程中發(fa)現(xian)，與(yu)鋼(gang)板(ban)在(zai)(zai)平面(mian)方(fang)向上(shang)下對稱控(kong)制(zhi)溫(wen)(wen)度(du)場從而保(bao)持(chi)熱(re)(re)應力對稱特征不(bu)同，在(zai)(zai)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)圓形外表面(mian)下，均勻(yun)對稱分布的(de)冷(leng)卻(que)介(jie)質無(wu)法實(shi)現(xian)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)圓周方(fang)向的(de)冷(leng)卻(que)均勻(yun)性(xing)，這(zhe)表明必須通過適當的(de)非對稱流(liu)(liu)場控(kong)制(zhi)實(shi)現(xian)均勻(yun)的(de)換(huan)熱(re)(re)過程。與(yu)之(zhi)密切相關的(de)流(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)變(bian)行(xing)為，特別(bie)是在(zai)(zai)該流(liu)(liu)場與(yu)溫(wen)(wen)度(du)場耦合作用下的(de)微觀換(huan)熱(re)(re)機制(zhi)是關鍵(jian)。東北大學在(zai)(zai)前期(qi)的(de)板(ban)帶鋼(gang)控(kong)制(zhi)冷(leng)卻(que)研(yan)究(jiu)中，基于(yu)有限元模擬與(yu)實(shi)驗研(yan)究(jiu)相結合的(de)方(fang)式獲得了針對板(ban)平面(mian)的(de)流(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)變(bian)特性(xing)，進而將一定壓力和(he)速度(du)的(de)冷(leng)卻(que)水流(liu)(liu)，以一定角度(du)在(zai)(zai)高溫(wen)(wen)鋼(gang)板(ban)表面(mian)進行(xing)沖擊流(liu)(liu)動(dong)，形成沖擊射(she)流(liu)(liu)，通過射(she)流(liu)(liu)沖擊換(huan)熱(re)(re)和(he)核態(tai)沸騰換(huan)熱(re)(re)機制(zhi)實(shi)現(xian)了高強(qiang)度(du)均勻(yun)化冷(leng)卻(que)。這(zhe)一思(si)想為解(jie)決不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)控(kong)制(zhi)冷(leng)卻(que)問題提(ti)供了研(yan)究(jiu)路線和(he)方(fang)法，同時也為進一步提(ti)高和(he)優化熱(re)(re)軋管(guan)(guan)材均勻(yun)化冷(leng)卻(que)技(ji)術提(ti)供了理(li)論基礎。