控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)(que)的(de)(de)核(he)心在(zai)于通(tong)過冷(leng)卻(que)(que)路徑(jing)的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)實現對(dui)奧氏體相變組(zu)織(zhi)和材料性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)調控(kong)(kong)，因(yin)此(ci)冷(leng)卻(que)(que)路徑(jing)的(de)(de)可控(kong)(kong)范圍是控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)(que)具備(bei)改善組(zu)織(zhi)性(xing)能(neng)(neng)潛(qian)力(li)大小的(de)(de)決定因(yin)素。顯然，如(ru)(ru)何(he)獲得高(gao)冷(leng)卻(que)(que)強度以及如(ru)(ru)何(he)在(zai)高(gao)速率冷(leng)卻(que)(que)條(tiao)件下(xia)保(bao)持均(jun)勻化(hua)冷(leng)卻(que)(que)，以實現全表(biao)面溫(wen)降和相變的(de)(de)協同控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)是控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)(que)開發的(de)(de)關(guan)鍵(jian)。以傳(chuan)統層流(liu)冷(leng)卻(que)(que)機制(zhi)(zhi)為核(he)心的(de)(de)表(biao)面換熱(re)(re)形式(shi)以膜(mo)態沸(fei)騰和過渡沸(fei)騰換熱(re)(re)為主(zhu)，持續冷(leng)卻(que)(que)能(neng)(neng)力(li)較弱，同時基體內(nei)部熱(re)(re)量不能(neng)(neng)有(you)效、均(jun)勻傳(chuan)遞至表(biao)面，導(dao)致因(yin)相變差異而產生組(zu)織(zhi)分布不均(jun)的(de)(de)現象。為此(ci)，如(ru)(ru)何(he)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)表(biao)面高(gao)效有(you)序(xu)換熱(re)(re)與內(nei)部導(dao)熱(re)(re)之(zhi)間的(de)(de)平衡(heng)關(guan)系，是兼備(bei)滿足(zu)冷(leng)卻(que)(que)強度和冷(leng)卻(que)(que)均(jun)勻性(xing)的(de)(de)必要(yao)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)研(yan)發過程中發現，與(yu)(yu)(yu)鋼(gang)(gang)板在(zai)平面方(fang)(fang)向上下(xia)對稱控(kong)(kong)(kong)制(zhi)溫(wen)(wen)度場從而保持熱應力(li)對稱特(te)征不同，在(zai)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓形外(wai)表面下(xia)，均(jun)勻(yun)(yun)對稱分布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷卻(que)介質無(wu)法實現不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)圓周方(fang)(fang)向的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷卻(que)均(jun)勻(yun)(yun)性(xing)，這(zhe)表明必須通過適當(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)非對稱流(liu)(liu)場控(kong)(kong)(kong)制(zhi)實現均(jun)勻(yun)(yun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)換熱過程。與(yu)(yu)(yu)之密切相關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)體流(liu)(liu)變(bian)行為(wei)，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)該(gai)流(liu)(liu)場與(yu)(yu)(yu)溫(wen)(wen)度場耦合(he)作用下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微觀換熱機(ji)制(zhi)是(shi)關(guan)鍵。東北大學在(zai)前期的(de)(de)(de)(de)(de)(de)板帶鋼(gang)(gang)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)冷卻(que)研(yan)究(jiu)(jiu)中，基于有限(xian)元模擬與(yu)(yu)(yu)實驗(yan)研(yan)究(jiu)(jiu)相結合(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)式獲(huo)得(de)了針對板平面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)體流(liu)(liu)變(bian)特(te)性(xing)，進(jin)而將一(yi)定壓力(li)和(he)速度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷卻(que)水(shui)流(liu)(liu)，以一(yi)定角度在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)鋼(gang)(gang)板表面進(jin)行沖(chong)擊(ji)流(liu)(liu)動，形成沖(chong)擊(ji)射(she)流(liu)(liu)，通過射(she)流(liu)(liu)沖(chong)擊(ji)換熱和(he)核態沸騰(teng)換熱機(ji)制(zhi)實現了高(gao)(gao)強(qiang)度均(jun)勻(yun)(yun)化冷卻(que)。這(zhe)一(yi)思想為(wei)解決不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)冷卻(que)問題提供(gong)了研(yan)究(jiu)(jiu)路線(xian)和(he)方(fang)(fang)法，同時也為(wei)進(jin)一(yi)步提高(gao)(gao)和(he)優化熱軋管(guan)材均(jun)勻(yun)(yun)化冷卻(que)技術(shu)提供(gong)了理論基礎。