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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。
316L不锈钢管在人工海水下摩擦磨损过程中各部分材料损失关系图，如图3-15所示。由于316L不锈钢管在海水下具有优异的耐腐蚀性能，在静态腐蚀条件下的腐蚀电流密度极小，可忽略不计，所以316L不锈钢管在海水下的材料损失包括纯摩擦磨损材料损失（W0）、腐蚀对磨损的协同作用（S"）和磨损对腐蚀的协同作用（S""）。从图中可以看出，在高腐蚀性的海水下，不锈钢的材料损失主要是来源于材料间的摩擦磨损材料损失，所以不锈钢的材料损失主要是由抗磨损性能决定的，这就与滑动过程中不锈钢表面微观结构变化由关；其次，腐蚀对磨损（S"）具有较大的协同作用，这表明316L不锈钢管所形成的钝化膜更容易被擦伤，造成材料的更大的损失（Diomidisetal，2010；Saadaetal，2015）；而磨损对腐蚀的协同作用（S""）随载荷的增大而增加，这是由于摩擦磨损过程中转变马氏体的耐腐蚀性比奥氏体较差，更易于电化学腐蚀。 图3-16为316L不锈钢管摩擦磨损与海水腐蚀之间交互作用曲线图，从图中可以看出，总的腐蚀磨损交互作用和腐蚀对磨损的协同作用是随载荷的增加而增大，斜率也是增大的趋势。其原因是由于在滑动磨损过程，材料损失量主要是由磨损表面抗磨损性能决定的；经上述物相研究中发现，在高载荷条件下316L不锈钢管表面发生更多的马氏体转变，而转变的马氏体耐腐蚀性能要低于奥氏体，在表面更容易形成粗糙而软的腐蚀产物，在磨损过程中更容易损失。虽然磨损对腐蚀的协同作用随载荷的增加逐渐增大，但其斜率出现减小的趋势，这主要是由于高载荷下所产生更多马氏体相变，而马氏体的低耐腐蚀性增大了表面损失，而高耐磨性则减少了表面的磨损体积，从而减少了表面的腐蚀区域，综合影响得到高载荷下磨损面具有较小的磨损对腐蚀的协同作用。
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