控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)的(de)(de)核心在于通過(guo)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)路徑的(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)實現(xian)(xian)對奧氏體(ti)相(xiang)變組織(zhi)和(he)材料性能(neng)的(de)(de)調控(kong)(kong)(kong)，因此冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)路徑的(de)(de)可控(kong)(kong)(kong)范(fan)圍是(shi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)具(ju)備改善組織(zhi)性能(neng)潛力(li)大(da)小(xiao)的(de)(de)決定因素。顯然，如何獲(huo)得(de)高冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)強(qiang)(qiang)度以及如何在高速率冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)條(tiao)件下保持均(jun)勻化(hua)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)，以實現(xian)(xian)全(quan)表(biao)(biao)面(mian)溫降和(he)相(xiang)變的(de)(de)協同控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)是(shi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)開發的(de)(de)關鍵。以傳統層流(liu)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)機制(zhi)(zhi)為(wei)核心的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)換熱形式以膜態沸(fei)騰和(he)過(guo)渡沸(fei)騰換熱為(wei)主，持續(xu)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)能(neng)力(li)較弱(ruo)，同時基(ji)體(ti)內部熱量不能(neng)有效(xiao)(xiao)、均(jun)勻傳遞至表(biao)(biao)面(mian)，導致因相(xiang)變差異(yi)而產(chan)生組織(zhi)分布不均(jun)的(de)(de)現(xian)(xian)象(xiang)。為(wei)此，如何控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)表(biao)(biao)面(mian)高效(xiao)(xiao)有序(xu)換熱與(yu)內部導熱之間的(de)(de)平衡關系(xi)，是(shi)兼(jian)備滿足冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)強(qiang)(qiang)度和(he)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)均(jun)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銹(xiu)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)(yan)發過程中(zhong)發現(xian)，與(yu)(yu)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)在平(ping)面(mian)方向上下對稱控(kong)制溫(wen)度場從而保持熱(re)(re)應力(li)對稱特(te)征(zheng)不(bu)同，在不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)圓(yuan)形(xing)外表面(mian)下，均勻(yun)(yun)(yun)對稱分布(bu)的(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)(que)介質無法實(shi)現(xian)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)圓(yuan)周方向的(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)(que)均勻(yun)(yun)(yun)性，這(zhe)表明必(bi)須通過適當的(de)(de)非對稱流(liu)場控(kong)制實(shi)現(xian)均勻(yun)(yun)(yun)的(de)(de)換熱(re)(re)過程。與(yu)(yu)之(zhi)密切相關的(de)(de)流(liu)體流(liu)變行為，特(te)別是(shi)在該流(liu)場與(yu)(yu)溫(wen)度場耦合(he)作用(yong)下的(de)(de)微(wei)觀換熱(re)(re)機制是(shi)關鍵(jian)。東北大學在前期的(de)(de)板(ban)帶(dai)鋼(gang)(gang)(gang)控(kong)制冷(leng)(leng)卻(que)(que)研(yan)(yan)究中(zhong)，基于(yu)有限元模擬與(yu)(yu)實(shi)驗研(yan)(yan)究相結合(he)的(de)(de)方式獲得(de)了(le)針對板(ban)平(ping)面(mian)的(de)(de)流(liu)體流(liu)變特(te)性，進(jin)而將一定(ding)壓力(li)和速度的(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)(que)水流(liu)，以(yi)一定(ding)角度在高溫(wen)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)表面(mian)進(jin)行沖(chong)(chong)擊流(liu)動(dong)，形(xing)成沖(chong)(chong)擊射(she)流(liu)，通過射(she)流(liu)沖(chong)(chong)擊換熱(re)(re)和核態沸騰換熱(re)(re)機制實(shi)現(xian)了(le)高強度均勻(yun)(yun)(yun)化(hua)冷(leng)(leng)卻(que)(que)。這(zhe)一思想為解(jie)決不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)控(kong)制冷(leng)(leng)卻(que)(que)問(wen)題提(ti)供(gong)了(le)研(yan)(yan)究路線(xian)和方法，同時也為進(jin)一步提(ti)高和優化(hua)熱(re)(re)軋(ya)管(guan)(guan)材均勻(yun)(yun)(yun)化(hua)冷(leng)(leng)卻(que)(que)技術提(ti)供(gong)了(le)理論基礎(chu)。