不銹鋼管軋制過程中，受制于特殊的環形斷面形狀，使得軋制的工藝、設備具有特殊性和復雜性。同時在成型過程中存在擠壓、扭轉、拉伸等多種形變方式，因此實現變形溫度與變形量匹配的控制靈活性非常小。在此條件的制約下，軋制成型的控制思想往往也只能是在高溫環境變形抗力較小的條件下盡快完成熱變形過程。顯然，這種“無奈之舉”與控制軋制的通過對加熱溫度、軋制溫度、變形制度等工藝參數的匹配控制，進而基于“低溫軋制”實現對奧氏體及相變產物組織狀態的調控機制相違背，最終在改善性能方面無能為力。因此，在不實際改變高溫熱軋成型條件的背景下，如何實現奧氏體的調控進而為后續相變提供理想奧氏體狀態成為不(bu)銹鋼管組織進一步細化的突破口。

  通(tong)過對第(di)(di)二相(xiang)粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)適當(dang)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，可(ke)在(zai)實(shi)(shi)現(xian)釘扎(zha)(zha)奧(ao)氏體(ti)晶(jing)界的(de)(de)(de)同時利用(yong)第(di)(di)二相(xiang)誘導晶(jing)內(nei)(nei)(nei)鐵素(su)體(ti)形核(he)機制(zhi)(zhi)，獲得(de)(de)一(yi)(yi)(yi)定程度細(xi)(xi)(xi)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)并為(wei)后續相(xiang)變(bian)(bian)提供豐(feng)富的(de)(de)(de)相(xiang)變(bian)(bian)形核(he)點。該組(zu)(zu)織調(diao)控(kong)(kong)(kong)(kong)思(si)想目前(qian)廣泛(fan)應用(yong)于(yu)大(da)線(xian)能量焊接用(yong)鋼材(cai)的(de)(de)(de)開發中，其核(he)心(xin)機理是通(tong)過引入(ru)適當(dang)氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)和析出相(xiang)實(shi)(shi)現(xian)釘扎(zha)(zha)熱(re)(re)(re)影響區(qu)(qu)奧(ao)氏體(ti)晶(jing)界并促進晶(jing)內(nei)(nei)(nei)鐵素(su)體(ti)形成，進而(er)細(xi)(xi)(xi)化(hua)(hua)相(xiang)變(bian)(bian)組(zu)(zu)織，改善熱(re)(re)(re)影響區(qu)(qu)組(zu)(zu)織性(xing)能。顯然(ran)，這(zhe)種(zhong)熱(re)(re)(re)影響區(qu)(qu)內(nei)(nei)(nei)的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)狀態與不(bu)銹(xiu)鋼管高(gao)溫(wen)形變(bian)(bian)下(xia)的(de)(de)(de)粗大(da)奧(ao)氏體(ti)組(zu)(zu)織十分吻合(he)。因此(ci)，第(di)(di)二相(xiang)誘導相(xiang)變(bian)(bian)形核(he)成為(wei)熱(re)(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)無縫鋼管在(zai)線(xian)組(zu)(zu)織性(xing)能調(diao)控(kong)(kong)(kong)(kong)，特別是組(zu)(zu)織細(xi)(xi)(xi)化(hua)(hua)和提高(gao)強韌性(xing)能的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)有(you)效(xiao)(xiao)途徑(jing)，即可(ke)在(zai)熱(re)(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)不(bu)銹(xiu)鋼管高(gao)溫(wen)變(bian)(bian)形的(de)(de)(de)條件(jian)下(xia)，實(shi)(shi)現(xian)板材(cai)領域低(di)溫(wen)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)具備(bei)的(de)(de)(de)“控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)”組(zu)(zu)織細(xi)(xi)(xi)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)果(guo)。基于(yu)這(zhe)一(yi)(yi)(yi)思(si)路(lu)以(yi)及對鋼中第(di)(di)二相(xiang)粒(li)子(zi)析出行為(wei)的(de)(de)(de)研究(jiu)，東北(bei)大(da)學研究(jiu)團隊進一(yi)(yi)(yi)步(bu)提出了“第(di)(di)二相(xiang)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)＋高(gao)溫(wen)熱(re)(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)＋控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷卻(que)”的(de)(de)(de)在(zai)線(xian)形變(bian)(bian)／相(xiang)變(bian)(bian)一(yi)(yi)(yi)體(ti)化(hua)(hua)組(zu)(zu)織調(diao)控(kong)(kong)(kong)(kong)路(lu)線(xian)。針對典型碳錳鋼，通(tong)過復合(he)脫氧工(gong)藝控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，在(zai)鋼中引入(ru)具有(you)高(gao)熱(re)(re)(re)穩定性(xing)的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)后，充分發揮(hui)第(di)(di)二相(xiang)粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)誘導晶(jing)內(nei)(nei)(nei)形核(he)作(zuo)用(yong)，在(zai)1100℃高(gao)溫(wen)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)和控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷卻(que)條件(jian)下(xia)獲得(de)(de)了微(wei)細(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)晶(jing)內(nei)(nei)(nei)鐵素(su)體(ti)組(zu)(zu)織，實(shi)(shi)驗鋼的(de)(de)(de)強、韌性(xing)能均顯著提高(gao)（如圖(tu)6-68所示），在(zai)不(bu)實(shi)(shi)施(shi)低(di)溫(wen)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)前(qian)提下(xia)，實(shi)(shi)現(xian)了類(lei)同于(yu)“控(kong)(kong)(kong)(kong)軋(ya)(ya)(ya)控(kong)(kong)(kong)(kong)冷”的(de)(de)(de)良(liang)好組(zu)(zu)織細(xi)(xi)(xi)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)果(guo)。

  針(zhen)對“第二相控(kong)制(zhi)＋高(gao)溫熱軋(ya)＋控(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)”工藝下的(de)低碳鋼組織演(yan)變(bian)行為(wei)進(jin)行了(le)系統研究。采(cai)用(yong)質(zhi)量分(fen)數(shu)為(wei)0.07C-0.06Si-1.5Mn-0.01P-0.006S成分(fen)的(de)實驗(yan)鋼，進(jin)行鈦脫氧處理，引入(ru)氧化鈦型第二相粒子(zi)，考察了(le)不(bu)同變(bian)形和冷(leng)(leng)速(su)條(tiao)件(jian)下的(de)連續(xu)冷(leng)(leng)卻(que)(que)轉變(bian)行為(wei)，如圖6-69和圖6-70所示。結(jie)果表(biao)明(ming)(ming)，含氧化鈦實驗(yan)鋼在(zai)1.5～15℃／s冷(leng)(leng)速(su)范圍內可獲得明(ming)(ming)顯的(de)針(zhen)狀鐵素體組織，并(bing)且在(zai)1050℃以上高(gao)的(de)變(bian)形溫度下有利于組織的(de)細化。根(gen)據實驗(yan)結(jie)果，為(wei)了(le)達到(dao)組織細化的(de)目的(de)，在(zai)不(bu)銹鋼管高(gao)溫變(bian)形條(tiao)件(jian)下，需結(jie)合(he)控(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)技術進(jin)行鋼管軋(ya)后冷(leng)(leng)卻(que)(que)路徑(jing)的(de)控(kong)制(zhi)，從而發(fa)揮細晶組織對強(qiang)度和韌性同時(shi)改善的(de)作用(yong)。

  目前，控制冷卻技術在熱軋不銹鋼管中的工業應用研究尚處于起步階段，特別是結合管材成分特點的組織性能在線調控機理機制研究還落后于板帶材等領域。熱軋鋼管形變／相變在線組織一體化調控技術研究取得一定進展，后續依據“第二相控制＋高溫熱軋＋控制冷卻”的組織調控思路，深入研究變形一冷卻一相變的協同控制機制，實現鋼管領域產品的“控軋控冷”組織調控工藝效果，構建基于在線控制冷卻工藝的全新熱軋不銹鋼管組織性能調控平臺。基于形變／相變在線組織調控技術，進一步地通過成分設計一熱軋成型一控制冷卻一熱處理的全流程工藝一體化控制，實現細晶強化、相變強化及析出強化的綜合強韌化，開發出高品質、低成本的熱軋不(bu)銹鋼管產品是進一步研發的重點。這對促進我國鋼鐵行業以“資源節約型、節能減排型”等綠色制造為特征的熱軋不銹鋼管產品的開發與生產，具有重要意義。