Tykkveggede rustfrie stålrør har mange fordeler, som høytemperatur-oksidasjonsmotstand, sterk korrosjonsmotstand, god plastisitet, utmerket sveiseytelse, etc., og er mye brukt i ulike sivile industrielle felt. Men på grunn av den lave hardheten og den lave slitestyrken til rustfritt stål, vil dets anvendelse i mange anledninger være begrenset, spesielt i et miljø der flere faktorer som korrosjon, slitasje og tung belastning eksisterer og påvirker hverandre, levetiden til rustfritt stålmaterialer vil bli betydelig forkortet. Så, hvordan øke hardheten på overflaten av tykkveggede rustfrie stålrør?

Nå finnes det en metode for å øke overflatehardheten til tykkveggede rør ved ionitrering for å forbedre slitestyrken og dermed forlenge levetiden. Austenittiske rør av rustfritt stål kan imidlertid ikke forsterkes ved faseendring, og konvensjonell ionitrering har en høy nitreringstemperatur, som er høyere enn 500°C. Kromnitrider vil felle ut i nitreringslaget, noe som gjør den rustfrie stålmatrisen kromfattig. Mens overflatehardheten økes betydelig, vil overflatekorrosjonsmotstanden til røret også svekkes kraftig, og dermed miste egenskapene til tykkveggede rustfrie stålrør.

Bruken av DC-pulsionnitreringsutstyr for å behandle austenittiske stålrør med lavtemperatur-ionitrering kan øke overflatehardheten til tykkveggede stålrør samtidig som korrosjonsmotstanden holdes uendret, og dermed øke slitestyrken. Sammenlignet med de ionenitreringsbehandlede prøvene ved konvensjonell nitreringstemperatur, er datasammenligningen også veldig åpenbar.

Eksperimentet ble utført i en 30 kW DC pulsionnitreringsovn. Parametrene til DC-pulsstrømforsyningen er justerbar spenning 0-1000V, justerbar driftssyklus 15%-85% og frekvens 1kHz. Temperaturmålesystemet måles med et infrarødt termometer IT-8. Materialet i prøven er austenittisk 316 tykkvegget rustfritt stålrør, og dens kjemiske sammensetning er 0,06 karbon, 19,23 krom, 11,26 nikkel, 2,67 molybden, 1,86 mangan, og resten er jern. Prøvestørrelsen er Φ24mm×10mm. Før forsøket ble prøvene polert med vannsandpapir etter tur for å fjerne oljeflekker, deretter renset og tørket med alkohol, og deretter plassert i midten av katodeskiven og støvsuget til under 50Pa.

Mikrohardheten til det nitrerte laget kan til og med nå over 1150HV når ionenitrering utføres på austenittiske 316 rustfrie stålsveisede rør ved lave temperaturer og konvensjonelle nitreringstemperaturer. Det nitrerte laget oppnådd ved lavtemperatur-ionitrering er tynnere og har en høy hardhetsgradient. Etter lavtemperatur-ionitrering kan slitestyrken til austenittisk stål økes med 4-5 ganger, og korrosjonsmotstanden forblir uendret. Selv om slitestyrken kan økes med 4-5 ganger ved ionitrering ved konvensjonell nitreringstemperatur, vil korrosjonsmotstanden til austenittiske tykkveggede rør i rustfritt stål reduseres til en viss grad fordi kromnitrider vil utfelles på overflaten.