控(kong)(kong)(kong)制冷(leng)(leng)卻(que)(que)的(de)核(he)心(xin)在(zai)于(yu)通過冷(leng)(leng)卻(que)(que)路徑的(de)控(kong)(kong)(kong)制實現對奧氏體相(xiang)變組(zu)(zu)織和材料性(xing)能的(de)調控(kong)(kong)(kong)，因此冷(leng)(leng)卻(que)(que)路徑的(de)可控(kong)(kong)(kong)范圍是(shi)控(kong)(kong)(kong)制冷(leng)(leng)卻(que)(que)具備改善組(zu)(zu)織性(xing)能潛力大小的(de)決定因素。顯(xian)然，如何獲得高(gao)冷(leng)(leng)卻(que)(que)強度(du)以(yi)(yi)(yi)及如何在(zai)高(gao)速率冷(leng)(leng)卻(que)(que)條件下保持均(jun)勻化冷(leng)(leng)卻(que)(que)，以(yi)(yi)(yi)實現全表(biao)面(mian)溫降和相(xiang)變的(de)協同控(kong)(kong)(kong)制是(shi)控(kong)(kong)(kong)制冷(leng)(leng)卻(que)(que)開發的(de)關鍵。以(yi)(yi)(yi)傳統層流冷(leng)(leng)卻(que)(que)機制為(wei)核(he)心(xin)的(de)表(biao)面(mian)換熱(re)(re)(re)形式以(yi)(yi)(yi)膜態沸騰和過渡(du)沸騰換熱(re)(re)(re)為(wei)主(zhu)，持續冷(leng)(leng)卻(que)(que)能力較(jiao)弱，同時基體內部(bu)熱(re)(re)(re)量(liang)不能有效(xiao)、均(jun)勻傳遞至表(biao)面(mian)，導致因相(xiang)變差(cha)異而產(chan)生組(zu)(zu)織分布不均(jun)的(de)現象。為(wei)此，如何控(kong)(kong)(kong)制表(biao)面(mian)高(gao)效(xiao)有序換熱(re)(re)(re)與(yu)內部(bu)導熱(re)(re)(re)之間(jian)的(de)平衡(heng)關系，是(shi)兼備滿足冷(leng)(leng)卻(que)(que)強度(du)和冷(leng)(leng)卻(que)(que)均(jun)勻性(xing)的(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)(yan)發過程(cheng)中(zhong)發現，與(yu)鋼(gang)板(ban)在(zai)(zai)平(ping)面(mian)(mian)方(fang)(fang)向(xiang)上下對(dui)稱控(kong)制(zhi)(zhi)溫度(du)(du)(du)場(chang)(chang)從而保持熱(re)(re)應力對(dui)稱特(te)征不同，在(zai)(zai)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)圓形外表(biao)面(mian)(mian)下，均勻對(dui)稱分布的(de)冷(leng)卻(que)介質(zhi)無法實(shi)現不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)圓周方(fang)(fang)向(xiang)的(de)冷(leng)卻(que)均勻性，這(zhe)表(biao)明必須通過適當(dang)的(de)非對(dui)稱流(liu)(liu)場(chang)(chang)控(kong)制(zhi)(zhi)實(shi)現均勻的(de)換熱(re)(re)過程(cheng)。與(yu)之密切相(xiang)關的(de)流(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)變行(xing)為，特(te)別(bie)是在(zai)(zai)該流(liu)(liu)場(chang)(chang)與(yu)溫度(du)(du)(du)場(chang)(chang)耦合作用下的(de)微觀換熱(re)(re)機制(zhi)(zhi)是關鍵。東北大學在(zai)(zai)前期(qi)的(de)板(ban)帶鋼(gang)控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)研(yan)(yan)究中(zhong)，基于(yu)有限元模擬(ni)與(yu)實(shi)驗研(yan)(yan)究相(xiang)結合的(de)方(fang)(fang)式獲得了針對(dui)板(ban)平(ping)面(mian)(mian)的(de)流(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)變特(te)性，進(jin)而將(jiang)一(yi)定壓力和速度(du)(du)(du)的(de)冷(leng)卻(que)水流(liu)(liu)，以一(yi)定角度(du)(du)(du)在(zai)(zai)高(gao)溫鋼(gang)板(ban)表(biao)面(mian)(mian)進(jin)行(xing)沖(chong)擊流(liu)(liu)動，形成沖(chong)擊射流(liu)(liu)，通過射流(liu)(liu)沖(chong)擊換熱(re)(re)和核態沸騰(teng)換熱(re)(re)機制(zhi)(zhi)實(shi)現了高(gao)強度(du)(du)(du)均勻化冷(leng)卻(que)。這(zhe)一(yi)思想為解(jie)決(jue)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)問題(ti)提(ti)供了研(yan)(yan)究路線和方(fang)(fang)法，同時也為進(jin)一(yi)步提(ti)高(gao)和優化熱(re)(re)軋管(guan)(guan)材均勻化冷(leng)卻(que)技術提(ti)供了理論基礎。