控(kong)制冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)的(de)(de)核(he)心(xin)在于通過冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)路(lu)(lu)徑(jing)的(de)(de)控(kong)制實現(xian)對奧(ao)氏體相(xiang)變組(zu)織和(he)材料性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)調(diao)控(kong)，因此冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)路(lu)(lu)徑(jing)的(de)(de)可控(kong)范圍是控(kong)制冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)具備改善組(zu)織性(xing)能(neng)(neng)潛力(li)大小的(de)(de)決(jue)定因素。顯然，如何(he)獲得高(gao)(gao)冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)強度以(yi)及如何(he)在高(gao)(gao)速率冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)條件下保持(chi)均(jun)勻化冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)，以(yi)實現(xian)全表(biao)(biao)面(mian)溫降和(he)相(xiang)變的(de)(de)協同控(kong)制是控(kong)制冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)開發(fa)的(de)(de)關(guan)鍵。以(yi)傳統層流冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)機制為(wei)(wei)核(he)心(xin)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)換熱(re)(re)形(xing)式(shi)以(yi)膜態沸騰和(he)過渡沸騰換熱(re)(re)為(wei)(wei)主，持(chi)續冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)能(neng)(neng)力(li)較弱，同時基(ji)體內部熱(re)(re)量(liang)不(bu)能(neng)(neng)有效(xiao)、均(jun)勻傳遞(di)至表(biao)(biao)面(mian)，導致因相(xiang)變差異而產生組(zu)織分(fen)布不(bu)均(jun)的(de)(de)現(xian)象。為(wei)(wei)此，如何(he)控(kong)制表(biao)(biao)面(mian)高(gao)(gao)效(xiao)有序換熱(re)(re)與內部導熱(re)(re)之間的(de)(de)平衡關(guan)系，是兼備滿足冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)強度和(he)冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)均(jun)勻性(xing)的(de)(de)必要條件。

  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銹(xiu)鋼管(guan)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(fa)過程(cheng)中發(fa)現(xian)，與(yu)(yu)鋼(gang)板(ban)在平面(mian)方(fang)(fang)向(xiang)上下(xia)(xia)對(dui)(dui)稱(cheng)控制(zhi)(zhi)溫(wen)度(du)場從(cong)而(er)保(bao)持(chi)熱(re)(re)應(ying)力對(dui)(dui)稱(cheng)特征不同，在不銹鋼(gang)管的(de)(de)(de)圓形(xing)外表面(mian)下(xia)(xia)，均(jun)(jun)勻對(dui)(dui)稱(cheng)分布的(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)(que)介質(zhi)無(wu)法(fa)實(shi)(shi)現(xian)不銹鋼(gang)管圓周(zhou)方(fang)(fang)向(xiang)的(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)(que)均(jun)(jun)勻性，這表明必須通過適(shi)當(dang)的(de)(de)(de)非對(dui)(dui)稱(cheng)流(liu)場控制(zhi)(zhi)實(shi)(shi)現(xian)均(jun)(jun)勻的(de)(de)(de)換(huan)熱(re)(re)過程(cheng)。與(yu)(yu)之密切相(xiang)關的(de)(de)(de)流(liu)體(ti)流(liu)變行為(wei)，特別是在該流(liu)場與(yu)(yu)溫(wen)度(du)場耦合作用(yong)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)微觀換(huan)熱(re)(re)機(ji)制(zhi)(zhi)是關鍵。東北大學(xue)在前期的(de)(de)(de)板(ban)帶鋼(gang)控制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)(que)(que)研(yan)究中，基于有限元模擬與(yu)(yu)實(shi)(shi)驗研(yan)究相(xiang)結合的(de)(de)(de)方(fang)(fang)式獲得了針對(dui)(dui)板(ban)平面(mian)的(de)(de)(de)流(liu)體(ti)流(liu)變特性，進而(er)將一定(ding)壓力和(he)速度(du)的(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)(que)水流(liu)，以(yi)一定(ding)角度(du)在高(gao)溫(wen)鋼(gang)板(ban)表面(mian)進行沖擊(ji)流(liu)動，形(xing)成沖擊(ji)射流(liu)，通過射流(liu)沖擊(ji)換(huan)熱(re)(re)和(he)核態沸(fei)騰換(huan)熱(re)(re)機(ji)制(zhi)(zhi)實(shi)(shi)現(xian)了高(gao)強度(du)均(jun)(jun)勻化(hua)冷(leng)卻(que)(que)(que)。這一思想為(wei)解決不銹鋼(gang)管控制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)(que)(que)問(wen)題提(ti)供了研(yan)究路線和(he)方(fang)(fang)法(fa)，同時也為(wei)進一步提(ti)高(gao)和(he)優化(hua)熱(re)(re)軋管材均(jun)(jun)勻化(hua)冷(leng)卻(que)(que)(que)技術提(ti)供了理(li)論基礎。