控(kong)制(zhi)冷卻(que)的(de)(de)核心在于通過冷卻(que)路徑的(de)(de)控(kong)制(zhi)實現(xian)對奧氏(shi)體相變組(zu)織(zhi)和材料性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)調(diao)控(kong)，因此(ci)(ci)冷卻(que)路徑的(de)(de)可控(kong)范圍是控(kong)制(zhi)冷卻(que)具(ju)備改(gai)善組(zu)織(zhi)性(xing)能(neng)(neng)潛(qian)力(li)大小的(de)(de)決定因素。顯然，如(ru)何(he)(he)獲得高冷卻(que)強(qiang)度以(yi)(yi)及如(ru)何(he)(he)在高速率(lv)冷卻(que)條(tiao)件下(xia)保持(chi)均勻化(hua)冷卻(que)，以(yi)(yi)實現(xian)全(quan)表面溫(wen)降和相變的(de)(de)協同(tong)控(kong)制(zhi)是控(kong)制(zhi)冷卻(que)開發的(de)(de)關鍵。以(yi)(yi)傳統層流冷卻(que)機制(zhi)為(wei)(wei)核心的(de)(de)表面換熱(re)(re)形式以(yi)(yi)膜態沸騰和過渡(du)沸騰換熱(re)(re)為(wei)(wei)主，持(chi)續冷卻(que)能(neng)(neng)力(li)較弱，同(tong)時基體內部熱(re)(re)量不(bu)能(neng)(neng)有(you)效(xiao)、均勻傳遞至表面，導致因相變差(cha)異(yi)而產生(sheng)組(zu)織(zhi)分布不(bu)均的(de)(de)現(xian)象。為(wei)(wei)此(ci)(ci)，如(ru)何(he)(he)控(kong)制(zhi)表面高效(xiao)有(you)序換熱(re)(re)與(yu)內部導熱(re)(re)之間的(de)(de)平衡關系，是兼(jian)備滿足冷卻(que)強(qiang)度和冷卻(que)均勻性(xing)的(de)(de)必要條(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。

  在研(yan)發過程中發現(xian)，與鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)在平(ping)面方向上下對(dui)(dui)稱(cheng)控(kong)制(zhi)(zhi)溫(wen)(wen)度(du)場(chang)從而保持熱應力對(dui)(dui)稱(cheng)特征不(bu)同(tong)，在不(bu)銹鋼(gang)管的(de)(de)圓(yuan)形(xing)(xing)外表(biao)面下，均(jun)勻(yun)(yun)對(dui)(dui)稱(cheng)分布的(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)介(jie)質無法實(shi)(shi)(shi)現(xian)不(bu)銹鋼(gang)管圓(yuan)周方向的(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)均(jun)勻(yun)(yun)性(xing)，這(zhe)(zhe)表(biao)明必須通(tong)過適當的(de)(de)非對(dui)(dui)稱(cheng)流(liu)(liu)(liu)場(chang)控(kong)制(zhi)(zhi)實(shi)(shi)(shi)現(xian)均(jun)勻(yun)(yun)的(de)(de)換熱過程。與之密切相(xiang)關(guan)的(de)(de)流(liu)(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)(liu)變(bian)行為(wei)，特別是在該流(liu)(liu)(liu)場(chang)與溫(wen)(wen)度(du)場(chang)耦合作用下的(de)(de)微觀(guan)換熱機制(zhi)(zhi)是關(guan)鍵(jian)。東北大學在前期(qi)的(de)(de)板(ban)(ban)(ban)帶鋼(gang)控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)(que)研(yan)究中，基(ji)于有限(xian)元模(mo)擬與實(shi)(shi)(shi)驗研(yan)究相(xiang)結合的(de)(de)方式獲得了針對(dui)(dui)板(ban)(ban)(ban)平(ping)面的(de)(de)流(liu)(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)(liu)變(bian)特性(xing)，進而將一定(ding)壓力和速度(du)的(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)水流(liu)(liu)(liu)，以一定(ding)角(jiao)度(du)在高溫(wen)(wen)鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)表(biao)面進行沖擊(ji)流(liu)(liu)(liu)動，形(xing)(xing)成(cheng)沖擊(ji)射流(liu)(liu)(liu)，通(tong)過射流(liu)(liu)(liu)沖擊(ji)換熱和核態(tai)沸騰換熱機制(zhi)(zhi)實(shi)(shi)(shi)現(xian)了高強(qiang)度(du)均(jun)勻(yun)(yun)化(hua)冷(leng)卻(que)(que)。這(zhe)(zhe)一思想為(wei)解決不(bu)銹鋼(gang)管控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)(que)問題提供了研(yan)究路線和方法，同(tong)時也為(wei)進一步提高和優化(hua)熱軋管材均(jun)勻(yun)(yun)化(hua)冷(leng)卻(que)(que)技(ji)術提供了理論基(ji)礎。