控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)的(de)(de)核(he)心在于通過冷(leng)(leng)卻(que)(que)路徑的(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)實現對(dui)奧(ao)氏體(ti)相變組織(zhi)和(he)(he)材料(liao)性能的(de)(de)調(diao)控(kong)，因此冷(leng)(leng)卻(que)(que)路徑的(de)(de)可(ke)控(kong)范圍(wei)是(shi)控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)具(ju)備改(gai)善組織(zhi)性能潛力大(da)小的(de)(de)決定因素。顯然，如(ru)何(he)獲得高(gao)冷(leng)(leng)卻(que)(que)強(qiang)度以(yi)(yi)及如(ru)何(he)在高(gao)速率冷(leng)(leng)卻(que)(que)條(tiao)件下保(bao)持均勻化冷(leng)(leng)卻(que)(que)，以(yi)(yi)實現全表(biao)面溫降和(he)(he)相變的(de)(de)協(xie)同控(kong)制(zhi)(zhi)是(shi)控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)開發的(de)(de)關鍵(jian)。以(yi)(yi)傳統(tong)層流冷(leng)(leng)卻(que)(que)機(ji)制(zhi)(zhi)為(wei)核(he)心的(de)(de)表(biao)面換(huan)熱形式以(yi)(yi)膜態沸騰和(he)(he)過渡沸騰換(huan)熱為(wei)主，持續冷(leng)(leng)卻(que)(que)能力較弱，同時基(ji)體(ti)內部(bu)熱量不能有效、均勻傳遞至表(biao)面，導致(zhi)因相變差(cha)異而產生組織(zhi)分布不均的(de)(de)現象。為(wei)此，如(ru)何(he)控(kong)制(zhi)(zhi)表(biao)面高(gao)效有序換(huan)熱與內部(bu)導熱之間的(de)(de)平衡(heng)關系，是(shi)兼(jian)備滿足冷(leng)(leng)卻(que)(que)強(qiang)度和(he)(he)冷(leng)(leng)卻(que)(que)均勻性的(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(bu)銹鋼(gang)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(zai)(zai)研(yan)發過程(cheng)中發現，與(yu)鋼板(ban)在(zai)(zai)平面方向(xiang)上下對稱控(kong)(kong)制(zhi)溫(wen)度(du)(du)場(chang)從而保(bao)持熱(re)應力(li)對稱特征不(bu)同(tong)，在(zai)(zai)不(bu)銹(xiu)鋼管的圓(yuan)形(xing)外表(biao)面下，均(jun)勻對稱分(fen)布的冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)介質無法實(shi)(shi)現不(bu)銹(xiu)鋼管圓(yuan)周方向(xiang)的冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)均(jun)勻性，這(zhe)(zhe)表(biao)明必須通過適當(dang)的非對稱流(liu)(liu)(liu)場(chang)控(kong)(kong)制(zhi)實(shi)(shi)現均(jun)勻的換(huan)熱(re)過程(cheng)。與(yu)之(zhi)密切相(xiang)(xiang)關的流(liu)(liu)(liu)體流(liu)(liu)(liu)變行為，特別是(shi)(shi)在(zai)(zai)該(gai)流(liu)(liu)(liu)場(chang)與(yu)溫(wen)度(du)(du)場(chang)耦合作用下的微觀換(huan)熱(re)機制(zhi)是(shi)(shi)關鍵。東北大(da)學在(zai)(zai)前期(qi)的板(ban)帶鋼控(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)研(yan)究(jiu)(jiu)中，基于(yu)有限(xian)元模擬與(yu)實(shi)(shi)驗研(yan)究(jiu)(jiu)相(xiang)(xiang)結(jie)合的方式獲得了(le)針對板(ban)平面的流(liu)(liu)(liu)體流(liu)(liu)(liu)變特性，進(jin)(jin)而將一定(ding)(ding)壓力(li)和(he)速度(du)(du)的冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)水流(liu)(liu)(liu)，以(yi)一定(ding)(ding)角度(du)(du)在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)鋼板(ban)表(biao)面進(jin)(jin)行沖擊流(liu)(liu)(liu)動，形(xing)成沖擊射流(liu)(liu)(liu)，通過射流(liu)(liu)(liu)沖擊換(huan)熱(re)和(he)核態沸(fei)騰換(huan)熱(re)機制(zhi)實(shi)(shi)現了(le)高(gao)強(qiang)度(du)(du)均(jun)勻化冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)。這(zhe)(zhe)一思想為解決不(bu)銹(xiu)鋼管控(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)問題(ti)提(ti)供了(le)研(yan)究(jiu)(jiu)路線和(he)方法，同(tong)時(shi)也為進(jin)(jin)一步(bu)提(ti)高(gao)和(he)優化熱(re)軋管材均(jun)勻化冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)技術提(ti)供了(le)理論基礎。