სქელკედლიან უჟანგავი ფოლადის მილებს აქვთ მრავალი უპირატესობა, როგორიცაა მაღალი ტემპერატურის ჟანგვის წინააღმდეგობა, ძლიერი კოროზიის წინააღმდეგობა, კარგი პლასტიურობა, შედუღების შესანიშნავი შესრულება და ა.შ. და ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა სამოქალაქო ინდუსტრიულ სფეროში. თუმცა, უჟანგავი ფოლადის დაბალი სიხისტისა და დაბალი აცვიათ წინააღმდეგობის გამო, მისი გამოყენება ბევრ შემთხვევაში შეზღუდული იქნება, განსაკუთრებით ისეთ გარემოში, სადაც მრავალი ფაქტორი, როგორიცაა კოროზია, ცვეთა და მძიმე დატვირთვა არსებობს და გავლენას ახდენს ერთმანეთზე, მომსახურების ხანგრძლივობაზე. საგრძნობლად შემცირდება უჟანგავი ფოლადის მასალები. მაშ, როგორ გავზარდოთ სქელკედლიანი უჟანგავი ფოლადის მილების ზედაპირის სიმტკიცე?

ახლა არსებობს მეთოდი სქელკედლიანი მილების ზედაპირის სიხისტის გაზრდის იონური აზოტირებით, რათა გაუმჯობესდეს აცვიათ წინააღმდეგობა და ამით გაზარდოს მისი მომსახურების ვადა. თუმცა, აუსტენიტური უჟანგავი ფოლადის მილები არ შეიძლება გაძლიერდეს ფაზის ცვლილებით და ჩვეულებრივი იონის აზოტირებას აქვს მაღალი აზოტის ტემპერატურა, რომელიც 500°C-ზე მაღალია. ქრომის ნიტრიდები დალექდება აზოტირებულ ფენაში, რაც უჟანგავი ფოლადის მატრიცას ქრომის შემცველობით ხდის. მიუხედავად იმისა, რომ ზედაპირის სიმტკიცე მნიშვნელოვნად გაიზარდა, მილის ზედაპირის კოროზიის წინააღმდეგობა ასევე ძლიერ შესუსტდება, რითაც დაკარგავს სქელკედლიანი უჟანგავი ფოლადის მილების მახასიათებლებს.

DC პულსური იონების აზოტირების აღჭურვილობის გამოყენება ავსტენიტური ფოლადის მილების დაბალი ტემპერატურის იონური აზოტირებით დასამუშავებლად შეიძლება გაზარდოს სქელკედლიანი ფოლადის მილების ზედაპირის სიმტკიცე, კოროზიის წინააღმდეგობის უცვლელად შენარჩუნებისას, რითაც გაზარდოს მათი აცვიათ წინააღმდეგობა. ჩვეულებრივი აზოტირების ტემპერატურაზე იონის აზოტით დამუშავებულ ნიმუშებთან შედარებით, მონაცემთა შედარება ასევე ძალიან აშკარაა.

ექსპერიმენტი ჩატარდა 30 კვტ სიმძლავრის მუდმივი იმპულსური იონების აზოტირების ღუმელში. DC პულსის კვების წყაროს პარამეტრებია რეგულირებადი ძაბვა 0-1000 ვ, რეგულირებადი სამუშაო ციკლი 15%-85%, და სიხშირე 1kHz. ტემპერატურის საზომი სისტემა იზომება ინფრაწითელი თერმომეტრით IT-8. ნიმუშის მასალაა ავსტენიტური 316 სქელკედლიანი უჟანგავი ფოლადის მილი, ხოლო მისი ქიმიური შემადგენლობაა 0,06 ნახშირბადი, 19,23 ქრომი, 11,26 ნიკელი, 2,67 მოლიბდენი, 1,86 მანგანუმი, დანარჩენი რკინა. ნიმუშის ზომაა Φ24მმ×10მმ. ექსპერიმენტამდე ნიმუშები რიგრიგობით გაპრიალდა წყლის ქვიშის ქაღალდით, რათა ამოეღო ზეთის ლაქები, შემდეგ გაიწმინდა და გაშრეს სპირტით, შემდეგ მოათავსეს კათოდური დისკის ცენტრში და გაატარეს მტვერსასრუტით 50Pa-მდე.

აზოტირებული ფენის მიკროსიმტკიცე შეიძლება მიაღწიოს 1150HV-ს ზევითაც კი, როდესაც იონური აზოტირება შესრულებულია austenitic 316 უჟანგავი ფოლადის შედუღებულ მილებზე დაბალ ტემპერატურებზე და ჩვეულებრივ აზოტიზაციის ტემპერატურაზე. დაბალი ტემპერატურის იონის აზოტირებით მიღებული აზოტირებული ფენა უფრო თხელია და აქვს მაღალი სიხისტის გრადიენტი. დაბალი ტემპერატურის იონის აზოტირების შემდეგ, ავსტენიტური ფოლადის აცვიათ წინააღმდეგობა შეიძლება გაიზარდოს 4-5-ჯერ, ხოლო კოროზიის წინააღმდეგობა უცვლელი რჩება. მიუხედავად იმისა, რომ აცვიათ წინააღმდეგობა შეიძლება გაიზარდოს 4-5-ჯერ იონური აზოტირებით ჩვეულებრივი აზოტირების ტემპერატურაზე, ავსტენიტური უჟანგავი ფოლადის სქელკედლიანი მილების კოროზიის წინააღმდეგობა გარკვეულწილად შემცირდება, რადგან ზედაპირზე ქრომის ნიტრიდები დაგროვდება.