Les tuyaux en acier inoxydable à paroi épaisse présentent de nombreux avantages, tels qu'une résistance à l'oxydation à haute température, une forte résistance à la corrosion, une bonne plasticité, d'excellentes performances de soudage, etc., et sont largement utilisés dans divers domaines industriels civils. Cependant, en raison de la faible dureté et de la faible résistance à l'usure de l'acier inoxydable, son application dans de nombreuses occasions sera limitée, en particulier dans un environnement où de multiples facteurs tels que la corrosion, l'usure et les charges lourdes existent et s'influencent mutuellement, la durée de vie de l'acier inoxydable. les matériaux en acier inoxydable seront considérablement raccourcis. Alors, comment augmenter la dureté de la surface des tuyaux en acier inoxydable à paroi épaisse ?

Il existe désormais une méthode permettant d'augmenter la dureté de surface des tuyaux à paroi épaisse par nitruration ionique afin d'améliorer la résistance à l'usure et ainsi prolonger leur durée de vie. Cependant, les tuyaux en acier inoxydable austénitique ne peuvent pas être renforcés par changement de phase, et la nitruration ionique conventionnelle a une température de nitruration élevée, supérieure à 500°C. Les nitrures de chrome précipiteront dans la couche de nitruration, rendant la matrice de l'acier inoxydable pauvre en chrome. Tandis que la dureté de surface est considérablement augmentée, la résistance à la corrosion de surface du tuyau sera également gravement affaiblie, perdant ainsi les caractéristiques des tuyaux en acier inoxydable à paroi épaisse.

L'utilisation d'équipements de nitruration ionique à impulsion CC pour traiter les tuyaux en acier austénitique avec une nitruration ionique à basse température peut améliorer la dureté de surface des tuyaux en acier à paroi épaisse tout en maintenant la résistance à la corrosion inchangée, augmentant ainsi leur résistance à l'usure. Par rapport aux échantillons traités par nitruration ionique à une température de nitruration conventionnelle, la comparaison des données est également très évidente.

L’expérience a été réalisée dans un four de nitruration ionique pulsée de 30 kW en courant continu. Les paramètres de l'alimentation à impulsions CC sont une tension réglable de 0 à 1 000 V, un cycle de service réglable de 15 % à 85 % et une fréquence de 1 kHz. Le système de mesure de la température est mesuré par un thermomètre infrarouge IT-8. Le matériau de l'échantillon est un tuyau en acier inoxydable austénitique 316 à paroi épaisse et sa composition chimique est de 0,06 carbone, 19,23 chrome, 11,26 nickel, 2,67 molybdène, 1,86 manganèse et le reste est du fer. La taille de l'échantillon est de Φ24 mm × 10 mm. Avant l'expérience, les échantillons étaient tour à tour polis avec du papier de verre à l'eau pour éliminer les taches d'huile, puis nettoyés et séchés avec de l'alcool, puis placés au centre du disque cathodique et aspirés en dessous de 50 Pa.

La microdureté de la couche nitrurée peut même atteindre plus de 1 150 HV lorsque la nitruration ionique est réalisée sur des tuyaux soudés en acier inoxydable austénitique 316 à basse température et aux températures de nitruration conventionnelles. La couche nitrurée obtenue par nitruration ionique à basse température est plus fine et présente un gradient de dureté élevé. Après nitruration ionique à basse température, la résistance à l'usure de l'acier austénitique peut être augmentée de 4 à 5 fois et la résistance à la corrosion reste inchangée. Bien que la résistance à l'usure puisse être améliorée de 4 à 5 fois par nitruration ionique à une température de nitruration conventionnelle, la résistance à la corrosion des tuyaux à paroi épaisse en acier inoxydable austénitique sera réduite dans une certaine mesure car les nitrures de chrome précipiteront à la surface.