Dikwandige roestvrijstalen buizen hebben vele voordelen, zoals oxidatieweerstand bij hoge temperaturen, sterke corrosieweerstand, goede plasticiteit, uitstekende lasprestaties, enz., en worden veel gebruikt in verschillende civiele industriële gebieden. Vanwege de lage hardheid en lage slijtvastheid van roestvrij staal zal de toepassing ervan in veel gevallen echter beperkt zijn, vooral in een omgeving waar meerdere factoren zoals corrosie, slijtage en zware belasting bestaan ​​en elkaar beïnvloeden, de levensduur van roestvrijstalen materialen zullen aanzienlijk worden ingekort. Dus, hoe kan de hardheid van het oppervlak van dikwandige roestvrijstalen buizen worden vergroot?

Nu is er een methode om de oppervlaktehardheid van dikwandige buizen te vergroten door ionennitreren om de slijtvastheid te verbeteren en zo de levensduur te verlengen. Austenitische roestvrijstalen buizen kunnen echter niet worden versterkt door faseverandering, en conventioneel ionennitreren heeft een hoge nitreertemperatuur, die hoger is dan 500°C. Chroomnitriden zullen in de nitreerlaag neerslaan, waardoor de roestvrijstalen matrix chroomarm wordt. Hoewel de oppervlaktehardheid aanzienlijk wordt verhoogd, zal de oppervlaktecorrosieweerstand van de buis ook ernstig worden verzwakt, waardoor de eigenschappen van dikwandige roestvrijstalen buizen verloren gaan.

Het gebruik van DC-pulsionnitreringsapparatuur om austenitische stalen buizen te behandelen met ionennitreren bij lage temperatuur kan de oppervlaktehardheid van dikwandige stalen buizen verbeteren terwijl de corrosieweerstand onveranderd blijft, waardoor hun slijtvastheid toeneemt. Vergeleken met de met ionennitreren behandelde monsters bij conventionele nitreertemperatuur is de gegevensvergelijking ook heel duidelijk.

Het experiment werd uitgevoerd in een 30 kW DC-pulsionennitreeroven. De parameters van de DC-pulsvoeding zijn instelbare spanning 0-1000V, instelbare werkcyclus 15%-85% en frequentie 1kHz. Het temperatuurmeetsysteem wordt gemeten door een infraroodthermometer IT-8. Het materiaal van het monster is een austenitische 316 dikwandige roestvrijstalen buis en de chemische samenstelling is 0,06 koolstof, 19,23 chroom, 11,26 nikkel, 2,67 molybdeen, 1,86 mangaan en de rest is ijzer. De monstergrootte is Φ24 mm × 10 mm. Vóór het experiment werden de monsters achtereenvolgens gepolijst met waterschuurpapier om olievlekken te verwijderen, vervolgens schoongemaakt en gedroogd met alcohol, en vervolgens in het midden van de kathodeschijf geplaatst en vacuümgezogen tot onder 50 Pa.

De microhardheid van de genitreerde laag kan zelfs oplopen tot boven de 1150HV wanneer ionennitreren wordt uitgevoerd op austenitische 316 roestvrij stalen gelaste buizen bij lage temperaturen en conventionele nitreringstemperaturen. De door ionennitreren bij lage temperatuur verkregen genitreerde laag is dunner en heeft een hoge hardheidsgradiënt. Na ionennitreren bij lage temperatuur kan de slijtvastheid van austenitisch staal 4-5 keer worden verhoogd en blijft de corrosieweerstand onveranderd. Hoewel de slijtvastheid vier tot vijf keer kan worden verbeterd door ionennitreren bij conventionele nitreringstemperatuur, zal de corrosieweerstand van austenitische roestvrijstalen dikwandige buizen tot op zekere hoogte worden verminderd omdat chroomnitriden op het oppervlak zullen neerslaan.