Ống thép không gỉ thành dày có nhiều ưu điểm như chống oxy hóa ở nhiệt độ cao, chống ăn mòn mạnh, độ dẻo tốt, hiệu suất hàn tuyệt vời, v.v. và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp dân dụng khác nhau. Tuy nhiên, do độ cứng thấp và khả năng chống mài mòn thấp của thép không gỉ nên ứng dụng của nó trong nhiều trường hợp sẽ bị hạn chế, đặc biệt là trong môi trường có nhiều yếu tố như ăn mòn, mài mòn và tải trọng lớn và ảnh hưởng lẫn nhau, tuổi thọ của thép không gỉ. vật liệu thép không gỉ sẽ được rút ngắn đáng kể. Vậy làm thế nào để tăng độ cứng cho bề mặt ống inox có thành dày?

Hiện nay có một phương pháp tăng độ cứng bề mặt của ống có thành dày bằng phương pháp thấm nitơ để cải thiện khả năng chống mài mòn và do đó kéo dài tuổi thọ của ống. Tuy nhiên, ống thép không gỉ austenit không thể được tăng cường bằng cách thay đổi pha và quá trình thấm nitơ thông thường có nhiệt độ thấm nitơ cao, cao hơn 500°C. Crom nitrit sẽ kết tủa trong lớp thấm nitơ, làm cho nền thép không gỉ kém crom. Trong khi độ cứng bề mặt tăng lên đáng kể, khả năng chống ăn mòn bề mặt của ống cũng sẽ bị suy yếu nghiêm trọng, từ đó làm mất đi đặc tính của ống thép không gỉ có thành dày.

Việc sử dụng thiết bị thấm nitơ ion xung DC để xử lý ống thép austenit bằng phương pháp thấm nitơ ion nhiệt độ thấp có thể nâng cao độ cứng bề mặt của ống thép có thành dày trong khi vẫn giữ được khả năng chống ăn mòn không thay đổi, từ đó tăng khả năng chống mài mòn của chúng. So với các mẫu được xử lý thấm nitơ bằng ion ở nhiệt độ thấm nitơ thông thường, việc so sánh dữ liệu cũng rất rõ ràng.

Thí nghiệm được thực hiện trong lò thấm nitơ ion xung DC công suất 30kW. Các thông số của nguồn điện xung DC là điện áp điều chỉnh 0-1000V, chu kỳ nhiệm vụ có thể điều chỉnh 15% -85% và tần số 1kHz. Hệ thống đo nhiệt độ được đo bằng nhiệt kế hồng ngoại IT-8. Chất liệu của mẫu là ống thép không gỉ có thành dày austenit 316, thành phần hóa học là 0,06 carbon, 19,23 crom, 11,26 niken, 2,67 molypden, 1,86 mangan và phần còn lại là sắt. Kích thước mẫu là Φ24mm×10mm. Trước khi tiến hành thí nghiệm, các mẫu được đánh bóng lần lượt bằng giấy nhám nước để loại bỏ vết dầu, sau đó làm sạch và làm khô bằng cồn, sau đó đặt vào giữa đĩa catốt và hút chân không ở áp suất dưới 50Pa.

Độ cứng vi mô của lớp thấm nitơ thậm chí có thể đạt trên 1150HV khi quá trình thấm nitơ ion được thực hiện trên các ống hàn thép không gỉ austenit 316 ở nhiệt độ thấp và nhiệt độ thấm nitơ thông thường. Lớp thấm nitơ thu được bằng phương pháp thấm nitơ ion ở nhiệt độ thấp mỏng hơn và có độ cứng cao. Sau quá trình thấm nitơ ion ở nhiệt độ thấp, khả năng chống mài mòn của thép austenit có thể tăng lên 4-5 lần và khả năng chống ăn mòn không thay đổi. Mặc dù khả năng chống mài mòn có thể được tăng cường gấp 4-5 lần bằng phương pháp thấm nitơ ion ở nhiệt độ thấm nitơ thông thường, nhưng khả năng chống ăn mòn của ống có thành dày bằng thép không gỉ austenit sẽ bị giảm ở một mức độ nhất định do crom nitrua sẽ kết tủa trên bề mặt.