控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)冷卻(que)(que)(que)(que)的(de)(de)核(he)心在于通過冷卻(que)(que)(que)(que)路(lu)徑(jing)的(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)實(shi)現對奧氏(shi)體(ti)相變(bian)組(zu)織和(he)(he)材料性能(neng)(neng)的(de)(de)調控(kong)(kong)(kong)，因此冷卻(que)(que)(que)(que)路(lu)徑(jing)的(de)(de)可控(kong)(kong)(kong)范(fan)圍是控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)冷卻(que)(que)(que)(que)具備改善組(zu)織性能(neng)(neng)潛(qian)力大小的(de)(de)決定因素。顯然，如何獲(huo)得高(gao)冷卻(que)(que)(que)(que)強度(du)(du)以及如何在高(gao)速(su)率冷卻(que)(que)(que)(que)條件下保持均勻化(hua)冷卻(que)(que)(que)(que)，以實(shi)現全(quan)表(biao)面(mian)(mian)溫降(jiang)和(he)(he)相變(bian)的(de)(de)協同(tong)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)是控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)冷卻(que)(que)(que)(que)開(kai)發的(de)(de)關鍵。以傳(chuan)(chuan)統層(ceng)流冷卻(que)(que)(que)(que)機制(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)核(he)心的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)換(huan)熱(re)形(xing)式以膜態沸(fei)騰和(he)(he)過渡(du)沸(fei)騰換(huan)熱(re)為(wei)主(zhu)，持續(xu)冷卻(que)(que)(que)(que)能(neng)(neng)力較弱(ruo)，同(tong)時基體(ti)內(nei)部(bu)(bu)熱(re)量不(bu)能(neng)(neng)有效、均勻傳(chuan)(chuan)遞(di)至表(biao)面(mian)(mian)，導致因相變(bian)差(cha)異而產生組(zu)織分布不(bu)均的(de)(de)現象。為(wei)此，如何控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)表(biao)面(mian)(mian)高(gao)效有序換(huan)熱(re)與內(nei)部(bu)(bu)導熱(re)之(zhi)間(jian)的(de)(de)平(ping)衡(heng)關系，是兼備滿足冷卻(que)(que)(que)(que)強度(du)(du)和(he)(he)冷卻(que)(que)(que)(que)均勻性的(de)(de)必(bi)要(yao)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(xiu)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)(zai)(zai)研發過(guo)(guo)程中發現(xian)，與(yu)鋼(gang)板在(zai)(zai)(zai)平(ping)面(mian)方向上下對(dui)稱控(kong)(kong)(kong)制(zhi)溫度(du)(du)(du)場(chang)(chang)從(cong)而保(bao)持熱(re)應力(li)對(dui)稱特征(zheng)不同，在(zai)(zai)(zai)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)的(de)圓形外表(biao)面(mian)下，均(jun)勻(yun)(yun)對(dui)稱分布的(de)冷卻(que)(que)介(jie)質(zhi)無法實現(xian)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)圓周方向的(de)冷卻(que)(que)均(jun)勻(yun)(yun)性(xing)，這(zhe)表(biao)明必須通過(guo)(guo)適當(dang)的(de)非對(dui)稱流(liu)(liu)場(chang)(chang)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)實現(xian)均(jun)勻(yun)(yun)的(de)換熱(re)過(guo)(guo)程。與(yu)之密切相關(guan)的(de)流(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)變(bian)行為(wei)，特別是在(zai)(zai)(zai)該流(liu)(liu)場(chang)(chang)與(yu)溫度(du)(du)(du)場(chang)(chang)耦合作用下的(de)微觀(guan)換熱(re)機(ji)制(zhi)是關(guan)鍵。東北大學(xue)在(zai)(zai)(zai)前期的(de)板帶鋼(gang)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)冷卻(que)(que)研究中，基(ji)于(yu)有限元模(mo)擬(ni)與(yu)實驗(yan)研究相結合的(de)方式獲(huo)得了(le)針對(dui)板平(ping)面(mian)的(de)流(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)變(bian)特性(xing)，進(jin)而將一(yi)定壓力(li)和速度(du)(du)(du)的(de)冷卻(que)(que)水流(liu)(liu)，以(yi)一(yi)定角(jiao)度(du)(du)(du)在(zai)(zai)(zai)高溫鋼(gang)板表(biao)面(mian)進(jin)行沖擊(ji)流(liu)(liu)動，形成(cheng)沖擊(ji)射流(liu)(liu)，通過(guo)(guo)射流(liu)(liu)沖擊(ji)換熱(re)和核態沸(fei)騰(teng)換熱(re)機(ji)制(zhi)實現(xian)了(le)高強(qiang)度(du)(du)(du)均(jun)勻(yun)(yun)化冷卻(que)(que)。這(zhe)一(yi)思想為(wei)解決(jue)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)冷卻(que)(que)問題提供了(le)研究路線(xian)和方法，同時也為(wei)進(jin)一(yi)步提高和優化熱(re)軋管(guan)材均(jun)勻(yun)(yun)化冷卻(que)(que)技術提供了(le)理論(lun)基(ji)礎。