Storasieniai nerūdijančio plieno vamzdžiai turi daug privalumų, tokių kaip atsparumas aukštai temperatūrai, stiprus atsparumas korozijai, geras plastiškumas, puikus suvirinimo efektyvumas ir kt., ir yra plačiai naudojami įvairiose civilinės pramonės srityse. Tačiau dėl mažo nerūdijančio plieno kietumo ir mažo atsparumo dilimui jo naudojimas daugeliu atvejų bus ribotas, ypač tokioje aplinkoje, kurioje egzistuoja daug veiksnių, tokių kaip korozija, susidėvėjimas ir didelė apkrova, ir kurie veikia vienas kitą, tarnavimo laiką. nerūdijančio plieno medžiagos bus gerokai sutrumpintos. Taigi, kaip padidinti storasienių nerūdijančio plieno vamzdžių paviršiaus kietumą?

Dabar yra būdas padidinti storasienių vamzdžių paviršiaus kietumą jonų azotavimu, siekiant pagerinti atsparumą dilimui ir taip pailginti jų tarnavimo laiką. Tačiau austenitiniai nerūdijančio plieno vamzdžiai negali būti sutvirtinti keičiant fazę, o įprasto jonų nitridavimo temperatūra yra aukštesnė nei 500 °C. Chromo nitridai nusodins nitridavimo sluoksnyje, todėl nerūdijančio plieno matricoje bus chromo. Žymiai padidėjus paviršiaus kietumui, taip pat smarkiai susilpnėja vamzdžio paviršiaus atsparumas korozijai, dėl to prarandamos storasienių nerūdijančio plieno vamzdžių savybės.

Naudojant nuolatinės srovės impulsų jonų nitridavimo įrangą austenitiniams plieniniams vamzdžiams apdoroti žemos temperatūros jonų azotavimu, galima padidinti storasienių plieninių vamzdžių paviršiaus kietumą, išlaikant atsparumą korozijai, taip padidinant jų atsparumą dilimui. Palyginti su jonų azotavimu apdorotais mėginiais įprastoje nitridavimo temperatūroje, duomenų palyginimas taip pat labai akivaizdus.

Eksperimentas buvo atliktas 30 kW nuolatinės srovės impulsinėje jonų azotinimo krosnyje. Nuolatinės srovės impulsinio maitinimo šaltinio parametrai yra reguliuojama įtampa 0-1000V, reguliuojamas darbo ciklas 15%-85%, dažnis 1kHz. Temperatūros matavimo sistema matuojama infraraudonųjų spindulių termometru IT-8. Mėginio medžiaga – austenitinis 316 storasienis nerūdijančio plieno vamzdis, jo cheminė sudėtis – 0,06 anglies, 19,23 chromo, 11,26 nikelio, 2,67 molibdeno, 1,86 mangano, likusi dalis – geležis. Mėginio dydis yra Φ24 mm × 10 mm. Prieš eksperimentą mėginiai buvo nupoliruoti vandens švitriniu popieriumi, kad būtų pašalintos aliejaus dėmės, tada nuvalyti ir išdžiovinti alkoholiu, o po to padėti katodo disko centre ir išsiurbti iki žemiau 50 Pa.

Nitriduoto sluoksnio mikrokietumas gali siekti net virš 1150HV, kai jonų nitridavimas atliekamas ant austenitinio 316 nerūdijančio plieno suvirintų vamzdžių esant žemai temperatūrai ir įprastoms nitridavimo temperatūroms. Nitriduotas sluoksnis, gautas žemos temperatūros jonų nitridavimu, yra plonesnis ir turi didelį kietumo gradientą. Po žemos temperatūros jonų azotavimo austenitinio plieno atsparumas dilimui gali padidėti 4-5 kartus, o atsparumas korozijai išlieka nepakitęs. Nors atsparumas dilimui gali būti padidintas 4–5 kartus, naudojant jonų nitridavimą įprastoje nitridavimo temperatūroje, austenitinio nerūdijančio plieno storasienių vamzdžių atsparumas korozijai tam tikru mastu sumažės, nes ant paviršiaus nusėda chromo nitridai.