Biezu sienu nerūsējošā tērauda caurulēm ir daudz priekšrocību, piemēram, augstas temperatūras oksidācijas izturība, spēcīga izturība pret koroziju, laba plastika, lieliska metināšanas veiktspēja utt., un tās plaši izmanto dažādās civilās rūpniecības jomās. Tomēr nerūsējošā tērauda zemās cietības un zemās nodilumizturības dēļ tā pielietojums daudzos gadījumos būs ierobežots, jo īpaši vidē, kur pastāv vairāki faktori, piemēram, korozija, nodilums un liela slodze, kas ietekmē viens otru, kalpošanas laiku. nerūsējošā tērauda materiāli tiks ievērojami saīsināti. Tātad, kā palielināt biezu sienu nerūsējošā tērauda cauruļu virsmas cietību?

Tagad ir metode, kā palielināt biezu sienu cauruļu virsmas cietību ar jonu nitrīdēšanu, lai uzlabotu nodilumizturību un tādējādi pagarinātu to kalpošanas laiku. Tomēr austenīta nerūsējošā tērauda caurules nevar stiprināt ar fāzes maiņu, un parastajai jonu nitrēšanai ir augsta nitrēšanas temperatūra, kas ir augstāka par 500 ° C. Hroma nitrīdi nogulsnēs nitrīdēšanas slānī, padarot nerūsējošā tērauda matricu hromu nabadzīgu. Kamēr virsmas cietība ir ievērojami palielināta, arī caurules virsmas izturība pret koroziju tiks ievērojami vājināta, tādējādi zaudējot biezsienu nerūsējošā tērauda cauruļu īpašības.

Līdzstrāvas impulsu jonu nitrēšanas iekārtu izmantošana austenīta tērauda cauruļu apstrādei ar zemas temperatūras jonu nitrīdēšanu var uzlabot biezu sienu tērauda cauruļu virsmas cietību, vienlaikus saglabājot nemainīgu izturību pret koroziju, tādējādi palielinot to nodilumizturību. Salīdzinot ar paraugiem, kas apstrādāti ar jonu nitrīdēšanu parastajā nitrīdēšanas temperatūrā, arī datu salīdzinājums ir ļoti acīmredzams.

Eksperiments tika veikts 30 kW līdzstrāvas impulsu jonu nitrēšanas krāsnī. Līdzstrāvas impulsa barošanas avota parametri ir regulējams spriegums 0-1000V, regulējams darba cikls 15%-85%, frekvence 1kHz. Temperatūras mērīšanas sistēmu mēra ar infrasarkano termometru IT-8. Parauga materiāls ir austenīta 316 biezu sienu nerūsējošā tērauda caurule, un tās ķīmiskais sastāvs ir 0,06 ogleklis, 19,23 hroms, 11,26 niķelis, 2,67 molibdēns, 1,86 mangāns, bet pārējais ir dzelzs. Parauga izmērs ir Φ24mm × 10mm. Pirms eksperimenta paraugi tika pulēti ar ūdens smilšpapīru, lai noņemtu eļļas traipus, pēc tam notīrīti un žāvēti ar spirtu, un pēc tam novietoti katoda diska centrā un vakuumā zem 50 Pa.

Nitrētā slāņa mikrocietība var sasniegt pat virs 1150HV, ja jonu nitrēšana tiek veikta austenīta 316 nerūsējošā tērauda metinātām caurulēm zemā temperatūrā un parastā nitrēšanas temperatūrā. Nitrētais slānis, kas iegūts ar zemas temperatūras jonu nitrīdēšanu, ir plānāks un tam ir augsts cietības gradients. Pēc zemas temperatūras jonu nitrēšanas austenīta tērauda nodilumizturību var palielināt 4-5 reizes, un izturība pret koroziju paliek nemainīga. Lai gan nodilumizturību var palielināt 4-5 reizes, jonu nitrēšana parastā nitrēšanas temperatūrā, austenīta nerūsējošā tērauda biezu sienu cauruļu izturība pret koroziju zināmā mērā samazināsies, jo uz virsmas nogulsnēsies hroma nitrīdi.