Hrubostenné rúry z nehrdzavejúcej ocele majú mnoho výhod, ako je odolnosť proti oxidácii pri vysokej teplote, silná odolnosť proti korózii, dobrá plasticita, vynikajúci zvárací výkon atď., A sú široko používané v rôznych civilných priemyselných oblastiach. Avšak vzhľadom na nízku tvrdosť a nízku odolnosť nehrdzavejúcej ocele proti opotrebeniu bude jej použitie v mnohých prípadoch obmedzené, najmä v prostredí, kde existuje viacero faktorov, ako je korózia, opotrebovanie a veľké zaťaženie, ktoré sa navzájom ovplyvňujú, životnosť nerezové materiály sa výrazne skrátia. Ako teda zvýšiť tvrdosť povrchu hrubostenných rúr z nehrdzavejúcej ocele?

Teraz existuje metóda na zvýšenie povrchovej tvrdosti hrubostenných rúr iónovou nitridáciou, aby sa zlepšila odolnosť proti opotrebovaniu a tým sa predĺžila jej životnosť. Rúry z austenitickej nehrdzavejúcej ocele však nemožno spevniť fázovou zmenou a konvenčná iónová nitridácia má vysokú nitridačnú teplotu, ktorá je vyššia ako 500 °C. Nitridy chrómu sa budú vyzrážať v nitridačnej vrstve, čím sa matrica z nehrdzavejúcej ocele stane chudobnou na chróm. Zatiaľ čo tvrdosť povrchu sa výrazne zvýši, odolnosť potrubia proti povrchovej korózii bude tiež výrazne oslabená, čím sa stratia vlastnosti hrubostenných rúr z nehrdzavejúcej ocele.

Použitie zariadenia na jednosmernú pulznú iónovú nitridáciu na ošetrenie austenitických oceľových rúr nízkoteplotnou iónovou nitridáciou môže zvýšiť tvrdosť povrchu hrubostenných oceľových rúr pri zachovaní odolnosti proti korózii nezmenenej, čím sa zvýši ich odolnosť proti opotrebeniu. V porovnaní so vzorkami ošetrenými iónovou nitridáciou pri konvenčnej nitridačnej teplote je porovnanie údajov tiež veľmi zrejmé.

Experiment sa uskutočnil v 30kW jednosmernej pulznej iónovej nitridačnej peci. Parametre jednosmerného impulzného zdroja sú nastaviteľné napätie 0-1000V, nastaviteľný pracovný cyklus 15%-85% a frekvencia 1kHz. Systém merania teploty je meraný infračerveným teplomerom IT-8. Materiál vzorky je austenitická 316 hrubostenná nehrdzavejúca oceľová rúrka a jej chemické zloženie je 0,06 uhlíka, 19,23 chrómu, 11,26 niklu, 2,67 molybdénu, 1,86 mangánu a zvyšok je železo. Veľkosť vzorky je Φ24 mm × 10 mm. Pred experimentom sa vzorky vyleštili vodným brúsnym papierom, aby sa odstránili olejové škvrny, potom sa vyčistili a vysušili alkoholom a potom sa umiestnili do stredu katódového disku a povysávali sa pod 50 Pa.

Mikrotvrdosť nitridovanej vrstvy môže dokonca dosiahnuť viac ako 1150 HV, keď sa iónová nitridácia vykonáva na austenitických rúrach z nehrdzavejúcej ocele 316 pri nízkych teplotách a bežných nitridačných teplotách. Nitridovaná vrstva získaná nízkoteplotnou iónovou nitridáciou je tenšia a má vysoký gradient tvrdosti. Po nitridácii iónov pri nízkej teplote sa môže odolnosť austenitickej ocele proti opotrebeniu zvýšiť 4-5 krát a odolnosť proti korózii zostáva nezmenená. Hoci odolnosť proti opotrebeniu možno zvýšiť 4-5 krát iónovou nitridáciou pri konvenčnej nitridačnej teplote, odolnosť proti korózii hrubostenných rúr z austenitickej nehrdzavejúcej ocele sa do určitej miery zníži, pretože na povrchu sa budú vyzrážať nitridy chrómu.