Paksuseinäisillä ruostumattomilla teräsputkilla on monia etuja, kuten korkean lämpötilan hapettumisenkestävyys, vahva korroosionkestävyys, hyvä plastisuus, erinomainen hitsaussuorituskyky jne., ja niitä käytetään laajasti erilaisilla siviiliteollisuuden aloilla. Ruostumattoman teräksen alhaisen kovuuden ja alhaisen kulutuskestävyyden vuoksi sen käyttö on kuitenkin monissa tapauksissa rajoitettua, erityisesti ympäristössä, jossa esiintyy useita tekijöitä, kuten korroosiota, kulumista ja raskasta kuormitusta, jotka vaikuttavat toisiinsa, teräksen käyttöikään. ruostumattoman teräksen materiaalit lyhenevät merkittävästi. Joten kuinka lisätä paksuseinäisten ruostumattomien teräsputkien pinnan kovuutta?

Nyt on olemassa menetelmä paksuseinäisten putkien pinnan kovuuden lisäämiseksi ioninitrioimalla kulutuksenkestävyyden parantamiseksi ja siten putkien käyttöiän pidentämiseksi. Austeniittisia ruostumattomia teräsputkia ei kuitenkaan voida vahvistaa faasimuutoksella, ja tavanomaisella ioninitridauksella on korkea nitrauslämpötila, joka on korkeampi kuin 500 °C. Krominitridejä saostuu nitridikerrokseen, mikä tekee ruostumattoman teräksen matriisista kromiköyhä. Samalla kun pinnan kovuus kasvaa merkittävästi, myös putken pintakorroosionkestävyys heikkenee voimakkaasti, jolloin paksuseinäisten ruostumattomien teräsputkien ominaisuudet menetetään.

DC-pulssi-ioni-nitrauslaitteiden käyttö austeniittisten teräsputkien käsittelemiseen matalan lämpötilan ioninitrauksella voi parantaa paksuseinäisten teräsputkien pinnan kovuutta samalla, kun korroosionkestävyys pysyy muuttumattomana, mikä lisää niiden kulutuskestävyyttä. Verrattuna ioninitrauskäsiteltyihin näytteisiin tavanomaisessa nitrauslämpötilassa, tietojen vertailu on myös hyvin ilmeinen.

Koe suoritettiin 30 kW:n DC-pulssi-ioninitrausuunissa. DC-pulssivirtalähteen parametrit ovat säädettävä jännite 0-1000V, säädettävä hyötysuhde 15%-85% ja taajuus 1kHz. Lämpötilan mittausjärjestelmä mitataan infrapunalämpömittarilla IT-8. Näytteen materiaali on austeniittista 316 paksuseinäistä ruostumatonta teräsputkea ja sen kemiallinen koostumus on 0,06 hiiltä, ​​19,23 kromia, 11,26 nikkeliä, 2,67 molybdeenia, 1,86 mangaania ja loput rautaa. Näytteen koko on Φ24mm × 10mm. Ennen koetta näytteet kiillotettiin vuorotellen vesihiomapaperilla öljytahrojen poistamiseksi, sitten puhdistettiin ja kuivattiin alkoholilla ja asetettiin sitten katodikiekon keskelle ja imuroitettiin alle 50 Pa:n paineeseen.

Nitridoidun kerroksen mikrokovuus voi nousta jopa yli 1150 HV:iin, kun austeniittista ruostumattomasta teräksestä 316 hitsatuille putkille suoritetaan ioninitraus alhaisissa lämpötiloissa ja tavanomaisissa nitrauslämpötiloissa. Matalan lämpötilan ioninitridauksella saatu nitridoitu kerros on ohuempi ja sillä on korkea kovuusgradientti. Matalan lämpötilan ioninitridauksen jälkeen austeniittisen teräksen kulutuskestävyyttä voidaan lisätä 4-5 kertaa ja korroosionkestävyys pysyy ennallaan. Vaikka kulutuskestävyyttä voidaan parantaa 4-5-kertaisesti ioninitraamalla tavanomaisessa nitrauslämpötilassa, austeniittisten ruostumattomien paksuseinäisten putkien korroosionkestävyys heikkenee jossain määrin, koska krominitridejä saostuu pinnalle.