隨著石油、天然氣、鍋爐、建筑等行業(yè)的不斷發(fā)展，在使用條件、節(jié)能降耗、產(chǎn)品性能等方面對(duì)不銹鋼管提出了越來(lái)越高的要求。在常規(guī)熱軋不銹鋼管生產(chǎn)過(guò)程中，管坯成型歷經(jīng)高溫穿孔、軋制以及定徑等工藝。產(chǎn)品受到圓形中空斷面形狀及生產(chǎn)工藝制約，缺乏更為有效的組織和性能調(diào)控手段，導(dǎo)致其性能提升僅能依靠添加合金元素及后續(xù)離線熱處理工序，給高品質(zhì)不銹鋼管材開(kāi)發(fā)以及生產(chǎn)成本、制造效率和能源消耗控制等帶來(lái)諸多不利影響。

  控制軋制與控制冷卻工藝（控軋控冷，TMCP）可綜合利用細(xì)晶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化和相變強(qiáng)化等強(qiáng)化機(jī)制，是有效在線調(diào)控?zé)彳堜摬慕M織、顯著提升材料性能的重要手段。經(jīng)三十余年快速發(fā)展，控軋控冷技術(shù)已廣泛應(yīng)用于熱軋板帶鋼、型鋼、棒線材等領(lǐng)域。然而，熱軋無(wú)縫鋼管有別于熱軋板帶鋼等鋼材門類，不銹鋼管軋制變形和成型后的冷卻工藝與常規(guī)控軋控冷工藝示意圖如圖6-63所示。熱軋無(wú)縫鋼管高溫穿軋的生產(chǎn)工藝條件使得控制軋制技術(shù)的應(yīng)用受到極大限制，環(huán)形斷面的形狀特點(diǎn)使得控制冷卻技術(shù)的開(kāi)發(fā)難度很大，嚴(yán)重制約了基于控軋控冷的在線組織性能調(diào)控技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，熱軋無(wú)縫鋼管產(chǎn)品的強(qiáng)度、韌性和焊接性等綜合性能的全面提升面臨瓶頸。因此，實(shí)現(xiàn)熱軋不銹鋼管的成型和成型過(guò)程的在線組織性能調(diào)控，是熱軋無(wú)縫鋼管領(lǐng)域長(zhǎng)期以來(lái)的重點(diǎn)攻關(guān)方向之一。

  針對(duì)熱軋不銹鋼管的在線組織性能調(diào)控工業(yè)化技術(shù)，其相關(guān)機(jī)理及核心機(jī)制長(zhǎng)期以來(lái)未取得有效突破。首先，在控制軋制方面，由于不銹鋼管在熱加工過(guò)程中需要經(jīng)歷復(fù)雜的成型工序，為降低變形抗力以保證軋制工序的穩(wěn)順進(jìn)行，管坯的加熱溫度往往較高，同時(shí)要在盡可能高的溫度下連續(xù)完成穿孔及軋制過(guò)程，為此難以實(shí)現(xiàn)通過(guò)低溫軋制的控制軋制工藝對(duì)奧氏體組織狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控。其次，在控制冷卻方面，盡管鋼管形狀簡(jiǎn)單，但特殊的環(huán)形斷面特征使得其均勻化冷卻機(jī)制顯著區(qū)別于板帶鋼及其他類型鋼材。例如，沿不銹鋼管圓周方向均勻?qū)ΨQ的冷卻水布置并不能使鋼管達(dá)到均勻化的冷卻效果，這其中必然存在異于傳統(tǒng)理念的環(huán)形斷面下的均勻化冷卻機(jī)制。由于鋼管的均勻冷卻機(jī)理及其控制方法的研究進(jìn)展有限，導(dǎo)致控制冷卻過(guò)程中的組織性能均勻性以及冷卻不均造成的彎管事故無(wú)法有效解決，在較長(zhǎng)時(shí)間制約了控制冷卻技術(shù)在熱軋不銹鋼管領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。