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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。
316不锈钢管与GCr15钢、440C钢和304不锈钢管小球直径为6mm。使用Foundry-MasterPro立式直读光谱仪测得试验用316不锈钢管的主要化学成分如表1所示。 根据试验机要求加工室温摩擦磨损试样，图纸如图1所示。此外，高温维氏硬度试样为?30×4mm，高温往复摩擦磨损试样?12×3mm。 高温维氏硬度实验。用HVT-1000W高温真空硬度计测试316不锈钢管在室温（23℃）、100、200、300和400℃下真空（真空度2×10-5Pa）环境中的维氏硬度。实验载荷98N，保压时间30s。 室温摩擦磨损实验。通过MMW-1A 摩擦磨损试验机进行不锈钢管的摩擦试验，试验机原理如图2所示。在室温条件下，设定实验载荷、实验时间，采用不同硬度的钢球（GCr15钢、440C钢、316钢、304钢）对磨316不锈钢管球盘，由摩擦试验机实时读取摩擦过程中的摩擦因数，通过探针式磨痕测量仪测量摩擦前后球盘的磨损量，通过三维形貌仪观察316球盘磨损后的形貌。设定实验参数如下：实验温度为室温；摩擦速度100r／min；实验载荷20N；实验时间5min。 高温摩擦磨损实验。采用MGG-02高温往复摩擦磨损试验机对316不锈钢管圆盘的高温摩擦性能进行测试。实验装置如图3所示。通过试验机实时读取摩擦过程中的摩擦因数。摩擦试验结束后，使用显微镜观察摩擦试样的磨痕形貌。设定实验参数如下：实验载荷20N，冲程2mm，频率20Hz，实验时间5min，实验温度分别为室温（23℃）、100、200、300和400℃。
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