不銹鋼管軋制過程中，受制于特殊的環(huán)形斷面形狀，使得軋制的工藝、設(shè)備具有特殊性和復(fù)雜性。同時(shí)在成型過程中存在擠壓、扭轉(zhuǎn)、拉伸等多種形變方式，因此實(shí)現(xiàn)變形溫度與變形量匹配的控制靈活性非常小。在此條件的制約下，軋制成型的控制思想往往也只能是在高溫環(huán)境變形抗力較小的條件下盡快完成熱變形過程。顯然，這種“無奈之舉”與控制軋制的通過對(duì)加熱溫度、軋制溫度、變形制度等工藝參數(shù)的匹配控制，進(jìn)而基于“低溫軋制”實(shí)現(xiàn)對(duì)奧氏體及相變產(chǎn)物組織狀態(tài)的調(diào)控機(jī)制相違背，最終在改善性能方面無能為力。因此，在不實(shí)際改變高溫?zé)彳埑尚蜅l件的背景下，如何實(shí)現(xiàn)奧氏體的調(diào)控進(jìn)而為后續(xù)相變提供理想奧氏體狀態(tài)成為不銹鋼管組織進(jìn)一步細(xì)化的突破口。

  通過對(duì)第二相粒子的適當(dāng)控制，可在實(shí)現(xiàn)釘扎奧氏體晶界的同時(shí)利用第二相誘導(dǎo)晶內(nèi)鐵素體形核機(jī)制，獲得一定程度細(xì)化的奧氏體并為后續(xù)相變提供豐富的相變形核點(diǎn)。該組織調(diào)控思想目前廣泛應(yīng)用于大線能量焊接用鋼材的開發(fā)中，其核心機(jī)理是通過引入適當(dāng)氧化物和析出相實(shí)現(xiàn)釘扎熱影響區(qū)奧氏體晶界并促進(jìn)晶內(nèi)鐵素體形成，進(jìn)而細(xì)化相變組織，改善熱影響區(qū)組織性能。顯然，這種熱影響區(qū)內(nèi)的奧氏體狀態(tài)與不銹鋼管高溫形變下的粗大奧氏體組織十分吻合。因此，第二相誘導(dǎo)相變形核成為熱軋無縫鋼管在線組織性能調(diào)控，特別是組織細(xì)化和提高強(qiáng)韌性能的一種有效途徑，即可在熱軋不銹鋼管高溫變形的條件下，實(shí)現(xiàn)板材領(lǐng)域低溫軋制具備的“控制軋制”組織細(xì)化效果。基于這一思路以及對(duì)鋼中第二相粒子析出行為的研究，東北大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步提出了“第二相控制＋高溫?zé)彳垼刂评鋮s”的在線形變／相變一體化組織調(diào)控路線。針對(duì)典型碳錳鋼，通過復(fù)合脫氧工藝控制，在鋼中引入具有高熱穩(wěn)定性的氧化物后，充分發(fā)揮第二相粒子的誘導(dǎo)晶內(nèi)形核作用，在1100℃高溫軋制和控制冷卻條件下獲得了微細(xì)的晶內(nèi)鐵素體組織，實(shí)驗(yàn)鋼的強(qiáng)、韌性能均顯著提高（如圖6-68所示），在不實(shí)施低溫軋制的控制軋制前提下，實(shí)現(xiàn)了類同于“控軋控冷”的良好組織細(xì)化效果。

  針對(duì)“第二相控制＋高溫?zé)彳垼刂评鋮s”工藝下的低碳鋼組織演變行為進(jìn)行了系統(tǒng)研究。采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.07C-0.06Si-1.5Mn-0.01P-0.006S成分的實(shí)驗(yàn)鋼，進(jìn)行鈦脫氧處理，引入氧化鈦型第二相粒子，考察了不同變形和冷速條件下的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變行為，如圖6-69和圖6-70所示。結(jié)果表明，含氧化鈦實(shí)驗(yàn)鋼在1.5～15℃／s冷速范圍內(nèi)可獲得明顯的針狀鐵素體組織，并且在1050℃以上高的變形溫度下有利于組織的細(xì)化。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為了達(dá)到組織細(xì)化的目的，在不銹鋼管高溫變形條件下，需結(jié)合控制冷卻技術(shù)進(jìn)行鋼管軋后冷卻路徑的控制，從而發(fā)揮細(xì)晶組織對(duì)強(qiáng)度和韌性同時(shí)改善的作用。

  目前，控制冷卻技術(shù)在熱軋不銹鋼管中的工業(yè)應(yīng)用研究尚處于起步階段，特別是結(jié)合管材成分特點(diǎn)的組織性能在線調(diào)控機(jī)理機(jī)制研究還落后于板帶材等領(lǐng)域。熱軋鋼管形變／相變?cè)诰€組織一體化調(diào)控技術(shù)研究取得一定進(jìn)展，后續(xù)依據(jù)“第二相控制＋高溫?zé)彳垼刂评鋮s”的組織調(diào)控思路，深入研究變形一冷卻一相變的協(xié)同控制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)鋼管領(lǐng)域產(chǎn)品的“控軋控冷”組織調(diào)控工藝效果，構(gòu)建基于在線控制冷卻工藝的全新熱軋不銹鋼管組織性能調(diào)控平臺(tái)。基于形變／相變?cè)诰€組織調(diào)控技術(shù)，進(jìn)一步地通過成分設(shè)計(jì)一熱軋成型一控制冷卻一熱處理的全流程工藝一體化控制，實(shí)現(xiàn)細(xì)晶強(qiáng)化、相變強(qiáng)化及析出強(qiáng)化的綜合強(qiáng)韌化，開發(fā)出高品質(zhì)、低成本的熱軋不銹鋼管產(chǎn)品是進(jìn)一步研發(fā)的重點(diǎn)。這對(duì)促進(jìn)我國(guó)鋼鐵行業(yè)以“資源節(jié)約型、節(jié)能減排型”等綠色制造為特征的熱軋不銹鋼管產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)，具有重要意義。