控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)的(de)核心(xin)在(zai)于(yu)通過冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)路徑(jing)的(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)實現(xian)(xian)對奧氏體(ti)相變組(zu)(zu)織和(he)(he)材料性能的(de)調(diao)控(kong)(kong)，因此冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)路徑(jing)的(de)可控(kong)(kong)范圍是控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)具(ju)備改善組(zu)(zu)織性能潛力大(da)小的(de)決定因素。顯然，如(ru)何(he)獲(huo)得高冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)強度以及如(ru)何(he)在(zai)高速率冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)條(tiao)件下保持(chi)(chi)均勻化冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)，以實現(xian)(xian)全表面溫降(jiang)和(he)(he)相變的(de)協同控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)是控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)開(kai)發的(de)關鍵。以傳統層(ceng)流冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)機制(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)核心(xin)的(de)表面換熱形(xing)式以膜態沸(fei)騰和(he)(he)過渡(du)沸(fei)騰換熱為(wei)主，持(chi)(chi)續冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)能力較弱，同時基體(ti)內(nei)部熱量不(bu)能有效、均勻傳遞至表面，導致因相變差異而產生(sheng)組(zu)(zu)織分布不(bu)均的(de)現(xian)(xian)象。為(wei)此，如(ru)何(he)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)表面高效有序換熱與內(nei)部導熱之間的(de)平(ping)衡關系，是兼備滿足冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)強度和(he)(he)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)均勻性的(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(gang)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)研發過程(cheng)中(zhong)發現(xian)，與(yu)鋼(gang)板(ban)在(zai)平(ping)面(mian)方(fang)向(xiang)上(shang)下(xia)(xia)對稱(cheng)控制(zhi)(zhi)溫度(du)(du)場(chang)從而保持(chi)熱(re)應力對稱(cheng)特(te)(te)征(zheng)不同，在(zai)不銹鋼(gang)管的(de)(de)圓(yuan)形(xing)(xing)外表(biao)面(mian)下(xia)(xia)，均(jun)勻對稱(cheng)分布的(de)(de)冷卻介(jie)質無法實(shi)現(xian)不銹鋼(gang)管圓(yuan)周方(fang)向(xiang)的(de)(de)冷卻均(jun)勻性，這表(biao)明必(bi)須(xu)通過適當的(de)(de)非對稱(cheng)流(liu)(liu)場(chang)控制(zhi)(zhi)實(shi)現(xian)均(jun)勻的(de)(de)換熱(re)過程(cheng)。與(yu)之(zhi)密切相關的(de)(de)流(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)變(bian)行為，特(te)(te)別是在(zai)該流(liu)(liu)場(chang)與(yu)溫度(du)(du)場(chang)耦合作用下(xia)(xia)的(de)(de)微觀換熱(re)機(ji)制(zhi)(zhi)是關鍵。東北大學在(zai)前期的(de)(de)板(ban)帶鋼(gang)控制(zhi)(zhi)冷卻研究中(zhong)，基于有限(xian)元模(mo)擬與(yu)實(shi)驗(yan)研究相結合的(de)(de)方(fang)式獲得了(le)針(zhen)對板(ban)平(ping)面(mian)的(de)(de)流(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)變(bian)特(te)(te)性，進(jin)(jin)而將一定壓(ya)力和速度(du)(du)的(de)(de)冷卻水流(liu)(liu)，以一定角度(du)(du)在(zai)高溫鋼(gang)板(ban)表(biao)面(mian)進(jin)(jin)行沖(chong)擊(ji)流(liu)(liu)動，形(xing)(xing)成沖(chong)擊(ji)射流(liu)(liu)，通過射流(liu)(liu)沖(chong)擊(ji)換熱(re)和核態沸騰換熱(re)機(ji)制(zhi)(zhi)實(shi)現(xian)了(le)高強度(du)(du)均(jun)勻化(hua)冷卻。這一思(si)想為解(jie)決不銹鋼(gang)管控制(zhi)(zhi)冷卻問題提(ti)供(gong)了(le)研究路線(xian)和方(fang)法，同時也為進(jin)(jin)一步提(ti)高和優(you)化(hua)熱(re)軋管材(cai)均(jun)勻化(hua)冷卻技術提(ti)供(gong)了(le)理論基礎。