通过开发线性混合热膨胀模型、拓展Avrami相变动力学模型和应用Leblond相变诱导塑性（TRIP）模型建立了热力耦合有限元模型,考虑了热膨胀、相变膨胀、相变诱导塑性.用该模型定量分析了X65管线厚板控制冷却时相变潜热、TRIP效应对温度、残余应力的影响,研究了3种控冷工艺下材料的翘曲.结果表明：在层流冷却系数为1mW/（mm^2.K）的上下对称控冷时,相变期间潜热减缓心部冷速达52.3%,潜热和TRIP效应分别产生峰值为119MPa,-91MPa和87MPa,-60MPa的应力以减小整体残余应力;上表面层流冷却系数由1mW/（mm^2.K）分别增至2mW/（mm^2.K）,3mW/（mm^2.K）后,上表面和心部的温差由107℃分别增至192℃,253℃,该侧残余拉应力的峰值由338MPa减至150MPa,翘曲量由0分别增至0.05×10^-3,1.7×10^-3.

用Gleeble-2000热模拟机研究了高铌管线钢经两阶段轧制中连续冷却过程的相变行为,利用热膨胀法结合金相法建立了其连续冷却转变曲线,分析了变形参数对组织的影响规律。试验结果表明,试验钢在低冷速下主要形成多边形铁素体,当冷却速率大于10℃/s时,针状铁素体的数量明显增多;随着冷却速率的增加,组织明显变细。

中厚板控制冷却时钢板的长度方向温度不均,冷却过程加剧了钢板纵向的温度不均匀性.采用钢板微跟踪控制可以减小或消除钢板纵向的温度不均.本文结合中厚板生产实际,采用二级计算机系统实现了钢板冷却过程的微跟踪控制.通过采用微跟踪控制,将钢板的纵向温差控制在±15℃以内.