Тот баспайтын болаттан жасалған қалың қабырғалы құбырлар жоғары температурада тотығуға төзімділік, күшті коррозияға төзімділік, жақсы пластикалық, тамаша дәнекерлеу өнімділігі және т.б. сияқты көптеген артықшылықтарға ие және әртүрлі азаматтық өнеркәсіп салаларында кеңінен қолданылады. Дегенмен, тот баспайтын болаттың төмен қаттылығы мен тозуға төзімділігі төмен болғандықтан, оны көптеген жағдайларда қолдану шектеулі болады, әсіресе коррозия, тозу және ауыр жүктеме сияқты көптеген факторлар бар және бір-біріне әсер ететін ортада, пайдалану мерзімі баспайтын болаттан жасалған материалдар айтарлықтай қысқарады. Сонымен, қалың қабырғалы баспайтын болаттан жасалған құбырлардың бетінің қаттылығын қалай арттыруға болады?

Енді тозуға төзімділігін арттыру және осылайша оның қызмет ету мерзімін ұзарту үшін ионды азоттау арқылы қалың қабырғалы құбырлардың бетінің қаттылығын арттыру әдісі бар. Дегенмен, аустенитті тот баспайтын болаттан жасалған құбырларды фазалық өзгерту арқылы нығайту мүмкін емес, ал кәдімгі ионды азоттау 500 ° C жоғары азоттау температурасына ие. Хром нитридтері азоттау қабатында тұнбаға түсіп, баспайтын болаттан жасалған матрицаны хромға нашар етеді. Бетінің қаттылығы айтарлықтай жоғарылағанда, құбырдың бетінің коррозияға төзімділігі де айтарлықтай әлсірейді, осылайша қалың қабырғалы баспайтын болаттан жасалған құбырлардың сипаттамаларын жоғалтады.

Аустениттік болат құбырларды төмен температуралы ионды азоттаумен өңдеу үшін тұрақты ток импульстік ионды азоттау жабдығын пайдалану коррозияға төзімділігін өзгеріссіз сақтай отырып, қалың қабырғалы болат құбырлардың бетінің қаттылығын арттыруға, осылайша олардың тозуға төзімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Кәдімгі азоттау температурасында ионды азоттаумен өңделген үлгілермен салыстырғанда, деректерді салыстыру да өте айқын.

Тәжірибе 30 кВт тұрақты ток импульстік ионды азоттау пешінде жүргізілді. Тұрақты ток импульстік қуат көзінің параметрлері реттелетін кернеу 0-1000В, реттелетін жұмыс циклі 15%-85% және жиілігі 1кГц. Температураны өлшеу жүйесі IT-8 инфрақызыл термометрімен өлшенеді. Үлгі материалы аустенитті 316 қалың қабырғалы баспайтын болаттан жасалған құбыр, ал оның химиялық құрамы 0,06 көміртек, 19,23 хром, 11,26 никель, 2,67 молибден, 1,86 марганец, ал қалған бөлігі темір. Үлгі өлшемі Φ24мм×10мм. Эксперимент алдында үлгілер май дақтарын кетіру үшін суды тегістеуішпен кезекпен жылтыратылды, содан кейін спиртпен тазартылып, кептірілді, содан кейін катодты дискінің ортасына орналастырылып, 50Па төмен температурада сорылады.

Аустенитті 316 тот баспайтын болаттан жасалған дәнекерленген құбырларда төмен температураларда және әдеттегі азоттау температураларында ионды азоттау жүргізілгенде, азотталған қабаттың микроқаттылығы тіпті 1150HV-тан жоғары болуы мүмкін. Төмен температурада ионды азоттау арқылы алынған азотталған қабат жұқа және қаттылық градиенті жоғары. Төмен температурада ионды азоттаудан кейін аустениттік болаттың тозуға төзімділігін 4-5 есе арттыруға болады, ал коррозияға төзімділігі өзгеріссіз қалады. Кәдімгі азоттау температурасында ионды азоттау арқылы тозуға төзімділікті 4-5 есе арттыруға болатынымен, аустенитті баспайтын болаттан жасалған қалың қабырғалы құбырлардың коррозияға төзімділігі белгілі бір дәрежеде төмендейді, себебі хром нитридтері бетінде тұнбаға түседі.