A vastag falú rozsdamentes acélcsövek számos előnnyel rendelkeznek, mint például a magas hőmérsékletű oxidációval szembeni ellenállás, az erős korrózióállóság, a jó plaszticitás, a kiváló hegesztési teljesítmény stb., és széles körben használják különféle polgári ipari területeken. Azonban a rozsdamentes acél alacsony keménysége és csekély kopásállósága miatt alkalmazása sok esetben korlátozott lesz, különösen olyan környezetben, ahol több tényező, például korrózió, kopás és nagy terhelés van jelen, és hatással vannak egymásra, a termék élettartamára. a rozsdamentes acél anyagok jelentősen lerövidülnek. Tehát hogyan lehet növelni a vastag falú rozsdamentes acélcsövek felületének keménységét?

Ma már létezik egy módszer a vastag falú csövek felületi keménységének növelésére ionnitridálással a kopásállóság javítása és ezáltal az élettartam meghosszabbítása érdekében. Az ausztenites rozsdamentes acélcsövek azonban nem erősíthetők meg fázisváltással, és a hagyományos ionnitridálásnak magas a nitridálási hőmérséklete, ami magasabb, mint 500 °C. A króm-nitridek kicsapódnak a nitridáló rétegben, így a rozsdamentes acél mátrix krómszegény lesz. Miközben a felületi keménység jelentősen megnő, a cső felületi korrózióállósága is erősen gyengül, ezáltal elveszíti a vastag falú rozsdamentes acél csövek jellemzőit.

Az egyenáramú impulzus-ion-nitridáló berendezés használata ausztenites acélcsövek alacsony hőmérsékletű ionnitridálással történő kezelésére növelheti a vastag falú acélcsövek felületi keménységét, miközben változatlan marad a korrózióállóságban, ezáltal növelve a kopásállóságukat. A hagyományos nitridálási hőmérsékleten ionnitridálással kezelt mintákkal összehasonlítva az adatok összehasonlítása is nagyon kézenfekvő.

A kísérletet 30 kW-os egyenáramú impulzusos ionnitridáló kemencében végeztük. Az egyenáramú impulzusos tápegység paraméterei 0-1000V állítható feszültség, 15%-85% állítható terhelhetőség és 1kHz frekvencia. A hőmérsékletmérő rendszer mérése IT-8 infravörös hőmérővel történik. A minta anyaga ausztenites 316 vastagfalú rozsdamentes acélcső, kémiai összetétele 0,06 szén, 19,23 króm, 11,26 nikkel, 2,67 molibdén, 1,86 mangán, a többi vas. A minta mérete Φ24mm × 10mm. A kísérlet előtt a mintákat felváltva vizes csiszolópapírral polírozták az olajfoltok eltávolítására, majd megtisztították és alkohollal megszárították, majd a katódkorong közepére helyezték és 50 Pa alá vákuumozták.

A nitridált réteg mikrokeménysége akár 1150 HV fölé is emelkedhet, ha ausztenites 316-os rozsdamentes acélból készült hegesztett csöveken alacsony hőmérsékleten és hagyományos nitridálási hőmérsékleten ionnitridálást végeznek. Az alacsony hőmérsékletű ionnitridálással kapott nitridált réteg vékonyabb és nagy keménységi gradienssel rendelkezik. Alacsony hőmérsékletű ionnitridálás után az ausztenites acél kopásállósága 4-5-szörösére növelhető, a korrózióállóság változatlan marad. Bár a kopásállóság 4-5-szörösére növelhető ionnitridálással hagyományos nitridálási hőmérsékleten, az ausztenites rozsdamentes acél vastagfalú csövek korrózióállósága bizonyos mértékig csökken, mert króm-nitridek csapódnak ki a felületen.