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氮在316L不锈钢管的作用除了代替部分贵重金属镍外，主要是在不损害钢的塑性和韧性的前提下，显著提高钢的强度。氮对316L不锈钢管的强化优势如图所示。目前关于氮的强化作用主要包括间隙固溶强化，晶界强化，析出强化。 可以看出氮和碳在钢中主要以间隙原子形式存在，但在不同的晶格中占据不同的位置。在体心立方晶格中占据四面体间隙位置，在面心立方晶格中占据八面体间隙位置。由于316L不锈钢管的晶格结构为面心立方晶格，因此氮和碳在奥氏体中主要存在于八面体间隙位置。 与碳相比氮原子半径虽然较小，但氮在316L不锈钢管的晶格中可以产生更大的晶格膨胀，使位错运动的阻力增大，强度增加。有研究表明，在300系列不锈钢管中加入0.1%的氮元素，奥氏体基体畸变应力增加3.3倍，室温强度提高约60MP~100MP。另一方面，氮原子对位错也有强烈的钉扎作用。这是由于氮原子与位错的结合焓较高；再者氮原子与位错之间也存在静电的相互作用，因为位错的核心由于缺少自由电子，而带正电荷，氮原子附近由于自由电子较多，带负电荷。这使得氮原子与位错之间发生静电吸引作用，强化效应增加。氮还可以使原子间电子交换的方向性降低，使电子在晶体结构内的分布更均匀，更利于氮的弥散强化。此外，由于电子交换方向性降低，原子键合在位错滑移过程中并未减弱或受到破坏，所以氮合金化后的316L不锈钢管仍具有较高的断裂韧性。
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316L不锈钢管在不同载荷磨损后电化学（阻抗和相位角变化）性能特征。一般来说，低频率的阻抗值被用来间接评价材料的耐腐蚀性能，从图3-12可以得出，在0N，100N，300N，500N载荷下，频率0.01Hz对应的阻抗值分别为619.95k?.cm2，280.68k?.cm2，128.74k?.cm2，126.28k?.cm2，316L不锈钢管磨损表面具有更小的阻抗值；从相位角曲线可以得出，随所加载荷的增大，磨损表面具有更小的相位峰，且相位角也稍微减小。此结果表明316L不锈钢管磨损表面具有更高的电容性能，使磨损表面产生更多的电荷积累，加速了不锈钢的腐蚀。从图3-12还可以得出，低频率下的磨损表面相位角变化更为缓慢，表明滑动磨损过程中磨损表面所发生的微观结构变化，对磨损面的电化学特征产生了影响。 利用ZSimpWin分析软件对阻抗数据进行电化学等效电路拟合，其交流阻抗谱图等效电路如图3-14所示，通过实验数据和拟合数据得出316L不锈钢管磨损表面在海水工况下的Nyquist曲线图3-13，从图中数据可以得出316L不锈钢管在海水工况下的微观结构变化对电化学阻抗的影响。首先，所有磨损与未磨损基体都有相同的电容性半圆弧，且随所加载荷的增加，电容性半圆弧的半径逐渐减小，这表明海水工况下的摩擦磨损减弱了不锈钢磨损面的电化学性能；S.Nagarajan和M.Karthega（2007）提出R//CPE等效电路（图3-12）准确地描述316L不锈钢管在海水工况下的电化学性能，从拟合等效电路中得到重要的实验参数（αOX,QOX,ROX和RE）如表3-2所示，其中QOX，ROX和RE分别为双层界面电容、电荷转移电阻和溶液电阻（Orazemetal，2006）。从表3-2可以得出，随应用载荷的增加，磨损表面的双层界面电容QOX增大并伴随着电荷转移电阻ROX减小，表明磨损表面发生了更快的电荷转移，这主要是因为在海水工况下的摩擦磨损所产生的马氏体和未转变的奥氏体组成了微观电耦合（Abreuetal，2006），加快了不锈钢的腐蚀。
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