控(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)的核心(xin)在(zai)于通過(guo)冷(leng)(leng)卻(que)(que)路(lu)徑(jing)的控(kong)制(zhi)實現(xian)對奧氏體相變組織和(he)材料(liao)性(xing)能的調控(kong)，因此冷(leng)(leng)卻(que)(que)路(lu)徑(jing)的可控(kong)范圍是控(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)具備改(gai)善組織性(xing)能潛力(li)大小的決定(ding)因素(su)。顯然，如何獲(huo)得高(gao)(gao)冷(leng)(leng)卻(que)(que)強(qiang)度以(yi)及(ji)如何在(zai)高(gao)(gao)速率(lv)冷(leng)(leng)卻(que)(que)條(tiao)件(jian)下(xia)保持(chi)均(jun)勻化冷(leng)(leng)卻(que)(que)，以(yi)實現(xian)全表面(mian)溫降和(he)相變的協同控(kong)制(zhi)是控(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)開發(fa)的關(guan)(guan)鍵。以(yi)傳統(tong)層流冷(leng)(leng)卻(que)(que)機制(zhi)為核心(xin)的表面(mian)換(huan)熱(re)形式以(yi)膜態沸(fei)騰和(he)過(guo)渡沸(fei)騰換(huan)熱(re)為主，持(chi)續冷(leng)(leng)卻(que)(que)能力(li)較弱(ruo)，同時(shi)基體內(nei)部熱(re)量不能有效(xiao)、均(jun)勻傳遞至(zhi)表面(mian)，導(dao)致(zhi)因相變差(cha)異而(er)產生組織分布不均(jun)的現(xian)象。為此，如何控(kong)制(zhi)表面(mian)高(gao)(gao)效(xiao)有序換(huan)熱(re)與內(nei)部導(dao)熱(re)之間(jian)的平衡關(guan)(guan)系，是兼備滿足冷(leng)(leng)卻(que)(que)強(qiang)度和(he)冷(leng)(leng)卻(que)(que)均(jun)勻性(xing)的必要(yao)條(tiao)件(jian)。

  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)(zai)研(yan)發(fa)(fa)過(guo)程(cheng)中(zhong)發(fa)(fa)現(xian)，與(yu)鋼(gang)(gang)板在(zai)(zai)(zai)平(ping)面(mian)方(fang)向上下(xia)對稱(cheng)控制(zhi)溫(wen)度(du)場從而(er)(er)保持熱應力(li)對稱(cheng)特征不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)，在(zai)(zai)(zai)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管的(de)(de)(de)圓形外表(biao)(biao)面(mian)下(xia)，均(jun)勻對稱(cheng)分布的(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)介質無法實現(xian)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管圓周方(fang)向的(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)均(jun)勻性，這(zhe)表(biao)(biao)明必須通(tong)過(guo)適(shi)當的(de)(de)(de)非對稱(cheng)流(liu)場控制(zhi)實現(xian)均(jun)勻的(de)(de)(de)換(huan)熱過(guo)程(cheng)。與(yu)之密切(qie)相關的(de)(de)(de)流(liu)體流(liu)變(bian)行(xing)(xing)為(wei)，特別是在(zai)(zai)(zai)該流(liu)場與(yu)溫(wen)度(du)場耦(ou)合作用下(xia)的(de)(de)(de)微觀換(huan)熱機(ji)制(zhi)是關鍵。東(dong)北大學在(zai)(zai)(zai)前期的(de)(de)(de)板帶鋼(gang)(gang)控制(zhi)冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)研(yan)究中(zhong)，基于有(you)限元模擬與(yu)實驗研(yan)究相結(jie)合的(de)(de)(de)方(fang)式獲得了(le)針對板平(ping)面(mian)的(de)(de)(de)流(liu)體流(liu)變(bian)特性，進(jin)(jin)而(er)(er)將(jiang)一(yi)定(ding)壓力(li)和(he)(he)速度(du)的(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)水流(liu)，以(yi)一(yi)定(ding)角度(du)在(zai)(zai)(zai)高(gao)(gao)溫(wen)鋼(gang)(gang)板表(biao)(biao)面(mian)進(jin)(jin)行(xing)(xing)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)流(liu)動，形成沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)射(she)流(liu)，通(tong)過(guo)射(she)流(liu)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)換(huan)熱和(he)(he)核態沸(fei)騰換(huan)熱機(ji)制(zhi)實現(xian)了(le)高(gao)(gao)強度(du)均(jun)勻化(hua)冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)。這(zhe)一(yi)思想為(wei)解決不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管控制(zhi)冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)問題提(ti)供(gong)了(le)研(yan)究路線和(he)(he)方(fang)法，同(tong)(tong)時也為(wei)進(jin)(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)(gao)和(he)(he)優化(hua)熱軋管材均(jun)勻化(hua)冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)技術提(ti)供(gong)了(le)理論基礎。