不锈钢管轧制过程中，受制于特殊的环形断面形状，使得轧制的工艺、设备具有特殊性和复杂性。同时在成型过程中存在挤压、扭转、拉伸等多种形变方式，因此实现变形温度与变形量匹配的控制灵活性非常小。在此条件的制约下，轧制成型的控制思想往往也只能是在高温环境变形抗力较小的条件下尽快完成热变形过程。显然，这种“无奈之举”与控制轧制的通过对加热温度、轧制温度、变形制度等工艺参数的匹配控制，进而基于“低温轧制”实现对奥氏体及相变产物组织状态的调控机制相违背，最终在改善性能方面无能为力。因此，在不实际改变高温热轧成型条件的背景下，如何实现奥氏体的调控进而为后续相变提供理想奥氏体状态成为不锈钢管组织进一步细化的突破口。
通过对第二相粒子的适当控制，可在实现钉扎奥氏体晶界的同时利用第二相诱导晶内铁素体形核机制，获得一定程度细化的奥氏体并为后续相变提供丰富的相变形核点。该组织调控思想目前广泛应用于大线能量焊接用钢材的开发中，其核心机理是通过引入适当氧化物和析出相实现钉扎热影响区奥氏体晶界并促进晶内铁素体形成，进而细化相变组织，改善热影响区组织性能。显然，这种热影响区内的奥氏体状态与不锈钢管高温形变下的粗大奥氏体组织十分吻合。因此，第二相诱导相变形核成为热轧无缝钢管在线组织性能调控，特别是组织细化和提高强韧性能的一种有效途径，即可在热轧不锈钢管高温变形的条件下，实现板材领域低温轧制具备的“控制轧制”组织细化效果。基于这一思路以及对钢中第二相粒子析出行为的研究，东北大学研究团队进一步提出了“第二相控制＋高温热轧＋控制冷却”的在线形变／相变一体化组织调控路线。针对典型碳锰钢，通过复合脱氧工艺控制，在钢中引入具有高热稳定性的氧化物后，充分发挥第二相粒子的诱导晶内形核作用，在1100℃高温轧制和控制冷却条件下获得了微细的晶内铁素体组织，实验钢的强、韧性能均显著提高（如图6-68所示），在不实施低温轧制的控制轧制前提下，实现了类同于“控轧控冷”的良好组织细化效果。
针对“第二相控制＋高温热轧＋控制冷却”工艺下的低碳钢组织演变行为进行了系统研究。采用质量分数为0.07C-0.06Si-1.5Mn-0.01P-0.006S成分的实验钢，进行钛脱氧处理，引入氧化钛型第二相粒子，考察了不同变形和冷速条件下的连续冷却转变行为，如图6-69和图6-70所示。结果表明，含氧化钛实验钢在1.5～15℃／s冷速范围内可获得明显的针状铁素体组织，并且在1050℃以上高的变形温度下有利于组织的细化。根据实验结果，为了达到组织细化的目的，在不锈钢管高温变形条件下，需结合控制冷却技术进行钢管轧后冷却路径的控制，从而发挥细晶组织对强度和韧性同时改善的作用。
目前，控制冷却技术在热轧不锈钢管中的工业应用研究尚处于起步阶段，特别是结合管材成分特点的组织性能在线调控机理机制研究还落后于板带材等领域。热轧钢管形变／相变在线组织一体化调控技术研究取得一定进展，后续依据“第二相控制＋高温热轧＋控制冷却”的组织调控思路，深入研究变形一冷却一相变的协同控制机制，实现钢管领域产品的“控轧控冷”组织调控工艺效果，构建基于在线控制冷却工艺的全新热轧不锈钢管组织性能调控平台。基于形变／相变在线组织调控技术，进一步地通过成分设计一热轧成型一控制冷却一热处理的全流程工艺一体化控制，实现细晶强化、相变强化及析出强化的综合强韧化，开发出高品质、低成本的热轧不锈钢管产品是进一步研发的重点。这对促进我国钢铁行业以“资源节约型、节能减排型”等绿色制造为特征的热轧不锈钢管产品的开发与生产，具有重要意义。
