Tjockväggiga rostfria stålrör har många fördelar, såsom oxidationsbeständighet vid hög temperatur, stark korrosionsbeständighet, god plasticitet, utmärkt svetsprestanda, etc., och används ofta inom olika civila industriområden. Men på grund av den låga hårdheten och låga slitstyrkan hos rostfritt stål, kommer dess tillämpning i många tillfällen att vara begränsad, särskilt i en miljö där flera faktorer som korrosion, slitage och tung belastning existerar och påverkar varandra, livslängden för material av rostfritt stål kommer att förkortas avsevärt. Så, hur ökar man hårdheten på ytan på tjockväggiga rostfria rör?

Nu finns det en metod att öka ythårdheten på tjockväggiga rör genom jonnitrering för att förbättra slitstyrkan och därmed förlänga dess livslängd. Austenitiska rör av rostfritt stål kan dock inte förstärkas genom fasändring, och konventionell jonitrering har en hög nitreringstemperatur, som är högre än 500°C. Kromnitrider kommer att fällas ut i nitreringsskiktet, vilket gör den rostfria stålmatrisen kromfattig. Medan ythårdheten ökas avsevärt, kommer också ytkorrosionsbeständigheten hos röret att försvagas kraftigt, vilket förlorar egenskaperna hos tjockväggiga rostfria stålrör.

Användningen av DC-pulsjonnitreringsutrustning för att behandla austenitiska stålrör med lågtemperaturjonnitrering kan förbättra ythårdheten hos tjockväggiga stålrör samtidigt som korrosionsbeständigheten hålls oförändrad, vilket ökar deras slitstyrka. Jämfört med jonnitreringsbehandlade prover vid konventionell nitreringstemperatur är datajämförelsen också mycket uppenbar.

Experimentet utfördes i en 30 kW DC pulsjonnitreringsugn. Parametrarna för DC-pulsströmförsörjningen är justerbar spänning 0-1000V, justerbar arbetscykel 15%-85% och frekvens 1kHz. Temperaturmätningssystemet mäts med en infraröd termometer IT-8. Materialet i provet är austenitiskt 316 tjockväggigt rostfritt stålrör, och dess kemiska sammansättning är 0,06 kol, 19,23 krom, 11,26 nickel, 2,67 molybden, 1,86 mangan, och resten är järn. Provstorleken är Φ24mm×10mm. Före experimentet polerades proverna med vattensandpapper i sin tur för att ta bort oljefläckar, rengjordes och torkades sedan med alkohol och placerades sedan i mitten av katodskivan och dammsugdes till under 50 Pa.

Mikrohårdheten hos det nitrerade skiktet kan till och med nå över 1150HV när jonnitrering utförs på austenitiska 316 rostfria stålsvetsade rör vid låga temperaturer och konventionella nitreringstemperaturer. Det nitrerade skiktet som erhålls genom jonnitrering vid låg temperatur är tunnare och har en hög hårdhetsgradient. Efter jonnitrering vid låg temperatur kan slitstyrkan hos austenitiskt stål ökas med 4-5 gånger, och korrosionsbeständigheten förblir oförändrad. Även om slitstyrkan kan ökas med 4-5 gånger genom jonnitrering vid konventionell nitreringstemperatur, kommer korrosionsbeständigheten hos austenitiska rostfria tjockväggiga rör att minska i viss utsträckning eftersom kromnitrider kommer att fällas ut på ytan.