控(kong)(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)的(de)(de)(de)核心(xin)(xin)在于通過(guo)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)路(lu)徑(jing)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)實(shi)現(xian)對奧(ao)氏體(ti)相變組(zu)織(zhi)和材料(liao)性能的(de)(de)(de)調控(kong)(kong)(kong)，因此(ci)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)路(lu)徑(jing)的(de)(de)(de)可控(kong)(kong)(kong)范圍是控(kong)(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)具備(bei)改善(shan)組(zu)織(zhi)性能潛(qian)力大(da)小的(de)(de)(de)決(jue)定因素。顯(xian)然，如(ru)(ru)何(he)獲得高冷(leng)(leng)(leng)卻(que)強度以及(ji)如(ru)(ru)何(he)在高速率冷(leng)(leng)(leng)卻(que)條件下保持均(jun)(jun)勻(yun)(yun)化冷(leng)(leng)(leng)卻(que)，以實(shi)現(xian)全表面(mian)(mian)(mian)溫降和相變的(de)(de)(de)協(xie)同控(kong)(kong)(kong)制(zhi)是控(kong)(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)開發的(de)(de)(de)關鍵。以傳統層(ceng)流冷(leng)(leng)(leng)卻(que)機制(zhi)為核心(xin)(xin)的(de)(de)(de)表面(mian)(mian)(mian)換(huan)熱(re)形式以膜態沸騰和過(guo)渡沸騰換(huan)熱(re)為主(zhu)，持續冷(leng)(leng)(leng)卻(que)能力較弱，同時(shi)基體(ti)內(nei)(nei)部熱(re)量不能有效(xiao)、均(jun)(jun)勻(yun)(yun)傳遞至表面(mian)(mian)(mian)，導(dao)致(zhi)因相變差異(yi)而產生組(zu)織(zhi)分布不均(jun)(jun)的(de)(de)(de)現(xian)象。為此(ci)，如(ru)(ru)何(he)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)表面(mian)(mian)(mian)高效(xiao)有序換(huan)熱(re)與內(nei)(nei)部導(dao)熱(re)之間的(de)(de)(de)平(ping)衡關系，是兼備(bei)滿足冷(leng)(leng)(leng)卻(que)強度和冷(leng)(leng)(leng)卻(que)均(jun)(jun)勻(yun)(yun)性的(de)(de)(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)(zai)研發(fa)過(guo)(guo)程(cheng)中發(fa)現，與鋼(gang)板在(zai)(zai)平(ping)面(mian)方(fang)向(xiang)上下對(dui)稱(cheng)控(kong)制(zhi)溫(wen)度場(chang)從而保(bao)持熱應力對(dui)稱(cheng)特(te)征不(bu)(bu)(bu)同，在(zai)(zai)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管的(de)(de)圓(yuan)形外表(biao)面(mian)下，均勻(yun)(yun)對(dui)稱(cheng)分布(bu)的(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)介質無法實現不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管圓(yuan)周(zhou)方(fang)向(xiang)的(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)均勻(yun)(yun)性，這表(biao)明(ming)必須通過(guo)(guo)適當的(de)(de)非對(dui)稱(cheng)流(liu)(liu)(liu)場(chang)控(kong)制(zhi)實現均勻(yun)(yun)的(de)(de)換(huan)(huan)熱過(guo)(guo)程(cheng)。與之密(mi)切相(xiang)關的(de)(de)流(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)流(liu)(liu)(liu)變行為(wei)，特(te)別是在(zai)(zai)該(gai)流(liu)(liu)(liu)場(chang)與溫(wen)度場(chang)耦(ou)合作用(yong)下的(de)(de)微(wei)觀換(huan)(huan)熱機制(zhi)是關鍵(jian)。東北大學在(zai)(zai)前期的(de)(de)板帶鋼(gang)控(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)研究(jiu)(jiu)中，基于(yu)有限元模擬與實驗(yan)研究(jiu)(jiu)相(xiang)結合的(de)(de)方(fang)式獲(huo)得(de)了(le)針對(dui)板平(ping)面(mian)的(de)(de)流(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)流(liu)(liu)(liu)變特(te)性，進(jin)而將一(yi)定壓(ya)力和(he)(he)速度的(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)水流(liu)(liu)(liu)，以一(yi)定角度在(zai)(zai)高溫(wen)鋼(gang)板表(biao)面(mian)進(jin)行沖擊流(liu)(liu)(liu)動，形成(cheng)沖擊射流(liu)(liu)(liu)，通過(guo)(guo)射流(liu)(liu)(liu)沖擊換(huan)(huan)熱和(he)(he)核態沸(fei)騰換(huan)(huan)熱機制(zhi)實現了(le)高強(qiang)度均勻(yun)(yun)化冷(leng)(leng)(leng)卻(que)。這一(yi)思想為(wei)解決不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管控(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)問題提(ti)供(gong)了(le)研究(jiu)(jiu)路線和(he)(he)方(fang)法，同時也為(wei)進(jin)一(yi)步提(ti)高和(he)(he)優(you)化熱軋(ya)管材均勻(yun)(yun)化冷(leng)(leng)(leng)卻(que)技術提(ti)供(gong)了(le)理論基礎。