Los tubos de acero inoxidable de paredes gruesas tienen muchas ventajas, como resistencia a la oxidación a altas temperaturas, fuerte resistencia a la corrosión, buena plasticidad, excelente rendimiento de soldadura, etc., y se utilizan ampliamente en diversos campos de la industria civil. Sin embargo, debido a la baja dureza y baja resistencia al desgaste del acero inoxidable, su aplicación en muchas ocasiones será limitada, especialmente en un entorno donde múltiples factores como la corrosión, el desgaste y la carga pesada existen y se afectan entre sí, la vida útil del acero inoxidable. Los materiales de acero inoxidable se reducirán significativamente. Entonces, ¿cómo aumentar la dureza de la superficie de los tubos de acero inoxidable de paredes gruesas?

Ahora existe un método para aumentar la dureza de la superficie de tuberías de paredes gruesas mediante nitruración iónica para mejorar la resistencia al desgaste y así extender su vida útil. Sin embargo, las tuberías de acero inoxidable austenítico no pueden reforzarse mediante cambio de fase, y la nitruración iónica convencional tiene una temperatura de nitruración alta, superior a 500 °C. Los nitruros de cromo precipitarán en la capa de nitruración, haciendo que la matriz de acero inoxidable sea pobre en cromo. Si bien la dureza de la superficie aumenta significativamente, la resistencia a la corrosión de la superficie de la tubería también se debilitará gravemente, perdiendo así las características de las tuberías de acero inoxidable de paredes gruesas.

El uso de equipos de nitruración de iones de pulso de CC para tratar tuberías de acero austenítico con nitruración de iones a baja temperatura puede mejorar la dureza de la superficie de las tuberías de acero de paredes gruesas mientras mantiene sin cambios la resistencia a la corrosión, aumentando así su resistencia al desgaste. En comparación con las muestras tratadas con nitruración iónica a una temperatura de nitruración convencional, la comparación de datos también es muy obvia.

El experimento se llevó a cabo en un horno de nitruración iónica pulsada de CC de 30 kW. Los parámetros de la fuente de alimentación de impulsos de CC son voltaje ajustable de 0 a 1000 V, ciclo de trabajo ajustable de 15 % a 85 % y frecuencia de 1 kHz. El sistema de medición de temperatura se mide mediante un termómetro infrarrojo IT-8. El material de la muestra es tubo de acero inoxidable austenítico 316 de paredes gruesas y su composición química es 0,06 carbono, 19,23 cromo, 11,26 níquel, 2,67 molibdeno, 1,86 manganeso y el resto es hierro. El tamaño de la muestra es Φ24 mm × 10 mm. Antes del experimento, las muestras se pulieron con papel de lija al agua para eliminar las manchas de aceite, luego se limpiaron y secaron con alcohol, y luego se colocaron en el centro del disco catódico y se aspiraron por debajo de 50 Pa.

La microdureza de la capa nitrurada puede incluso alcanzar más de 1150 HV cuando la nitruración iónica se realiza en tubos soldados de acero inoxidable austenítico 316 a bajas temperaturas y temperaturas de nitruración convencionales. La capa nitrurada obtenida mediante nitruración iónica a baja temperatura es más delgada y tiene un alto gradiente de dureza. Después de la nitruración iónica a baja temperatura, la resistencia al desgaste del acero austenítico se puede aumentar de 4 a 5 veces y la resistencia a la corrosión permanece sin cambios. Aunque la resistencia al desgaste se puede mejorar de 4 a 5 veces mediante la nitruración iónica a una temperatura de nitruración convencional, la resistencia a la corrosión de las tuberías de paredes gruesas de acero inoxidable austenítico se reducirá hasta cierto punto porque los nitruros de cromo precipitarán en la superficie.