控(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)的(de)核心在于(yu)通過冷(leng)(leng)卻(que)路徑的(de)控(kong)(kong)制(zhi)實現(xian)對奧氏體相變組織和(he)材料性能(neng)(neng)的(de)調控(kong)(kong)，因此(ci)(ci)冷(leng)(leng)卻(que)路徑的(de)可(ke)控(kong)(kong)范圍是(shi)控(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)具備改善組織性能(neng)(neng)潛(qian)力大小的(de)決定因素。顯然，如何獲得高(gao)冷(leng)(leng)卻(que)強(qiang)度(du)以(yi)及如何在高(gao)速率冷(leng)(leng)卻(que)條件下保(bao)持均勻化冷(leng)(leng)卻(que)，以(yi)實現(xian)全表(biao)面(mian)(mian)溫降和(he)相變的(de)協(xie)同控(kong)(kong)制(zhi)是(shi)控(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)開發的(de)關鍵。以(yi)傳統(tong)層流(liu)冷(leng)(leng)卻(que)機制(zhi)為核心的(de)表(biao)面(mian)(mian)換(huan)熱(re)(re)形式以(yi)膜(mo)態沸騰和(he)過渡沸騰換(huan)熱(re)(re)為主，持續(xu)冷(leng)(leng)卻(que)能(neng)(neng)力較弱，同時基體內部熱(re)(re)量不能(neng)(neng)有效、均勻傳遞至表(biao)面(mian)(mian)，導致因相變差異(yi)而產生組織分(fen)布不均的(de)現(xian)象。為此(ci)(ci)，如何控(kong)(kong)制(zhi)表(biao)面(mian)(mian)高(gao)效有序換(huan)熱(re)(re)與內部導熱(re)(re)之間的(de)平(ping)衡關系，是(shi)兼備滿足冷(leng)(leng)卻(que)強(qiang)度(du)和(he)冷(leng)(leng)卻(que)均勻性的(de)必要條件。

  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(fa)過(guo)(guo)程中發(fa)現(xian)(xian)(xian)，與(yu)鋼(gang)(gang)板在(zai)平面方向(xiang)上下對稱控(kong)制(zhi)溫(wen)度(du)場(chang)從而(er)保持熱(re)應(ying)力對稱特(te)征不(bu)同，在(zai)不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)圓(yuan)形(xing)(xing)外表(biao)(biao)面下，均勻(yun)對稱分布的(de)冷(leng)卻(que)介(jie)質無法實現(xian)(xian)(xian)不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)圓(yuan)周(zhou)方向(xiang)的(de)冷(leng)卻(que)均勻(yun)性(xing)，這表(biao)(biao)明必須通(tong)(tong)過(guo)(guo)適當的(de)非對稱流場(chang)控(kong)制(zhi)實現(xian)(xian)(xian)均勻(yun)的(de)換(huan)熱(re)過(guo)(guo)程。與(yu)之密切相(xiang)關的(de)流體流變(bian)行為(wei)，特(te)別是在(zai)該流場(chang)與(yu)溫(wen)度(du)場(chang)耦合(he)作用下的(de)微觀換(huan)熱(re)機制(zhi)是關鍵(jian)。東北(bei)大學在(zai)前期(qi)的(de)板帶鋼(gang)(gang)控(kong)制(zhi)冷(leng)卻(que)研(yan)究(jiu)中，基于(yu)有限元(yuan)模擬與(yu)實驗研(yan)究(jiu)相(xiang)結合(he)的(de)方式(shi)獲得了(le)針對板平面的(de)流體流變(bian)特(te)性(xing)，進(jin)而(er)將一(yi)(yi)定(ding)壓(ya)力和速(su)度(du)的(de)冷(leng)卻(que)水流，以一(yi)(yi)定(ding)角度(du)在(zai)高溫(wen)鋼(gang)(gang)板表(biao)(biao)面進(jin)行沖(chong)(chong)擊(ji)流動，形(xing)(xing)成沖(chong)(chong)擊(ji)射流，通(tong)(tong)過(guo)(guo)射流沖(chong)(chong)擊(ji)換(huan)熱(re)和核態沸騰換(huan)熱(re)機制(zhi)實現(xian)(xian)(xian)了(le)高強度(du)均勻(yun)化(hua)冷(leng)卻(que)。這一(yi)(yi)思想(xiang)為(wei)解(jie)決不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)控(kong)制(zhi)冷(leng)卻(que)問題提供了(le)研(yan)究(jiu)路線(xian)和方法，同時也為(wei)進(jin)一(yi)(yi)步(bu)提高和優化(hua)熱(re)軋(ya)管(guan)(guan)材均勻(yun)化(hua)冷(leng)卻(que)技(ji)術提供了(le)理論基礎。