Paksuseinalistel roostevabast terasest torudel on palju eeliseid, nagu oksüdatsioonikindlus kõrgel temperatuuril, tugev korrosioonikindlus, hea plastilisus, suurepärane keevitusomadus jne, ning neid kasutatakse laialdaselt erinevates tsiviiltööstuse valdkondades. Kuid roostevaba terase madala kõvaduse ja madala kulumiskindluse tõttu on selle kasutamine paljudel juhtudel piiratud, eriti keskkonnas, kus esineb mitmeid tegureid, nagu korrosioon, kulumine ja suur koormus, mis mõjutavad üksteist, roostevabast terasest materjalid lühendatakse oluliselt. Niisiis, kuidas suurendada paksuseinaliste roostevabast terasest torude pinna kõvadust?

Nüüd on olemas meetod paksuseinaliste torude pinnakõvaduse suurendamiseks ioonnitriidi abil, et parandada kulumiskindlust ja seega pikendada nende kasutusiga. Kuid austeniitsest roostevabast terasest torusid ei saa faasimuutusega tugevdada ja tavapärasel ioonnitriidil on kõrge nitridimistemperatuur, mis on kõrgem kui 500 °C. Kroomnitriidid sadestuvad nitriidikihti, muutes roostevabast terasest maatriksi kroomivaeseks. Kuigi pinna kõvadus on oluliselt suurenenud, nõrgeneb oluliselt ka toru pinna korrosioonikindlus, kaotades seeläbi paksuseinaliste roostevabast terasest torude omadused.

Alalisvoolu impulss-ioonnitridimisseadmete kasutamine austeniitsete terastorude töötlemiseks madala temperatuuriga ioonnitriidiga võib suurendada paksuseinaliste terastorude pinna kõvadust, säilitades samal ajal korrosioonikindluse, suurendades seeläbi nende kulumiskindlust. Võrreldes ioonnitriidiga töödeldud proovidega tavapärasel nitridimistemperatuuril, on andmete võrdlus samuti väga ilmne.

Katse viidi läbi 30 kW alalisvoolu impulss-ioonnitridimisahjus. Alalisvoolu impulss toiteallika parameetrid on reguleeritav pinge 0-1000V, reguleeritav töötsükkel 15%-85% ja sagedus 1kHz. Temperatuuri mõõtmise süsteemi mõõdetakse infrapunatermomeetriga IT-8. Proovi materjaliks on austeniit 316 paksuseinaline roostevabast terasest toru ja selle keemiline koostis on 0,06 süsinikku, 19,23 kroomi, 11,26 niklit, 2,67 molübdeeni, 1,86 mangaani ja ülejäänu on raud. Proovi suurus on Φ24mm × 10mm. Enne katset poleeriti proove kordamööda vesiliivapaberiga, et eemaldada õliplekid, seejärel puhastati ja kuivatati alkoholiga ning seejärel asetati katoodketta keskele ja vaakumiti rõhuni alla 50 Pa.

Nitriditud kihi mikrokõvadus võib ulatuda isegi üle 1150 HV, kui ioonnitridimist teostatakse austeniitsest 316 roostevabast terasest keevitatud torudel madalatel temperatuuridel ja tavapärastel nitridimistemperatuuridel. Madala temperatuuriga ioonnitrideerimisel saadud nitridkiht on õhem ja suure kõvadusgradientiga. Pärast madala temperatuuriga ioonnitridimist saab austeniitse terase kulumiskindlust suurendada 4-5 korda ja korrosioonikindlus jääb muutumatuks. Kuigi kulumiskindlust saab ioonnitriidiga tavapärasel nitridimistemperatuuril suurendada 4-5 korda, väheneb austeniitsest roostevabast terasest paksuseinaliste torude korrosioonikindlus teatud määral, kuna kroomnitriidid sadestuvad pinnale.