Les canonades d'acer inoxidable de paret gruixuda tenen molts avantatges, com ara resistència a l'oxidació a alta temperatura, forta resistència a la corrosió, bona plasticitat, excel·lent rendiment de soldadura, etc., i s'utilitzen àmpliament en diversos camps industrials civils. No obstant això, a causa de la baixa duresa i la baixa resistència al desgast de l'acer inoxidable, la seva aplicació en moltes ocasions serà limitada, especialment en un entorn on existeixen múltiples factors com la corrosió, el desgast i la càrrega pesada i s'afecten mútuament, la vida útil de els materials d'acer inoxidable s'escurçaran significativament. Aleshores, com augmentar la duresa de la superfície de les canonades d'acer inoxidable de paret gruixuda?

Ara hi ha un mètode per augmentar la duresa superficial de les canonades de paret gruixuda mitjançant la nitruració d'ions per millorar la resistència al desgast i així allargar la seva vida útil. Tanmateix, les canonades d'acer inoxidable austenítiques no es poden reforçar pel canvi de fase, i la nitruració iònica convencional té una temperatura de nitruració elevada, que és superior a 500 °C. Els nitrurs de crom precipitaran a la capa de nitruració, fent que la matriu d'acer inoxidable sigui pobre en crom. Tot i que la duresa de la superfície augmenta significativament, la resistència a la corrosió superficial de la canonada també es veurà molt debilitada, perdent així les característiques de les canonades d'acer inoxidable de paret gruixuda.

L'ús d'equips de nitruració d'ions de pols de corrent continu per tractar canonades d'acer austenític amb nitruració d'ions a baixa temperatura pot millorar la duresa superficial de les canonades d'acer de paret gruixuda mentre manté la resistència a la corrosió sense canvis, augmentant així la seva resistència al desgast. En comparació amb les mostres tractades amb nitruració d'ions a temperatura de nitruració convencional, la comparació de dades també és molt òbvia.

L'experiment es va dur a terme en un forn de nitruració d'ions de pols de corrent continu de 30 kW. Els paràmetres de la font d'alimentació de pols de CC són tensió ajustable 0-1000V, cicle de treball ajustable 15%-85% i freqüència 1kHz. El sistema de mesura de la temperatura es mesura amb un termòmetre infrarojo IT-8. El material de la mostra és un tub d'acer inoxidable austenític 316 de paret gruixuda i la seva composició química és de 0,06 de carboni, 19,23 de crom, 11,26 de níquel, 2,67 de molibdè, 1,86 de manganès i la resta és de ferro. La mida de la mostra és Φ24mm × 10mm. Abans de l'experiment, les mostres es van polir amb paper de vidre d'aigua al seu torn per eliminar les taques d'oli, després es van netejar i assecar amb alcohol, i després es van col·locar al centre del disc del càtode i es van aspirar per sota de 50 Pa.

La microduresa de la capa nitrurada pot arribar fins i tot per sobre de 1150HV quan la nitruració d'ions es realitza en canonades soldades d'acer inoxidable austenític 316 a baixes temperatures i temperatures de nitruració convencionals. La capa nitrurada obtinguda per nitruració d'ions a baixa temperatura és més prima i té un gradient de duresa elevat. Després de la nitruració d'ions a baixa temperatura, la resistència al desgast de l'acer austenític es pot augmentar de 4 a 5 vegades i la resistència a la corrosió es manté inalterada. Tot i que la resistència al desgast es pot millorar de 4 a 5 vegades mitjançant la nitruració d'ions a la temperatura de nitruració convencional, la resistència a la corrosió de les canonades de paret gruixuda d'acer inoxidable austenític es reduirà fins a cert punt perquè els nitrurs de crom precipitaran a la superfície.