对手表用316不锈钢的元素组成、表面维氏硬度、耐腐蚀性能及镍释放量进行了研究分析，结果表明：手表用316不锈钢元素组成符合GB/T20878-2007《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》中牌号为S31603不锈钢化学成分指标要求，表面维氏硬度范围为180HV~200HV，具有良好的耐人工汗及中性盐雾腐蚀性能，其镍释放量符合欧洲EN1811:2011+Al:2015标准。

1概述

“不锈钢”的定义：“不锈钢”（StainlessSteel）是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学腐蚀介质（酸、碱、盐等化学浸蚀）腐蚀的钢种称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同，普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸钢则一般均具有不锈性。“不锈钢”一词不仅仅是单纯指一种不锈钢，而是表示一百多种工业不锈钢，所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能。从不锈钢的定义，我们不难发现我们误解了不锈钢，因为不锈钢的定义告诉我们不锈钢其实并不是完全“不锈”的；所谓的不锈钢是指在特定条件下不发生腐蚀的钢，而不是钢如其名，在所有环境下不发生腐蚀———不锈。不锈钢的得名则是人们对具有优良耐腐蚀性能的钢的誉称。

不锈钢“不锈”的原理（关键因素）在于其表面具有一层自愈性的保护性氧化膜氧化铬（Cr2O3）（它不象选择性氧化而形成的那些保护性薄膜），致使不锈钢能够进行常规加工而不失去抗氧化性———不锈性。不锈钢中必须含有足够量的铬（Cr）以形成基本上由Cr2O3组成的自愈性保护性氧化膜，以便当薄膜弄破时有足够数目的铬阳离子（Cr3+）重新形成薄膜。如果铬（Cr）的比例低于完全保护所需要的比例，铬（Cr）就溶解在基材表面形成的氧化物中而无法形成有效的保护膜。起完全保护作用所需的铬（Cr）的比例取决于使用条件。在水溶液中，需要12％的铬（Cr）产生自钝化作用形成包含大量氧化铬（Cr2O3）的保护膜。在气态氧化条件下，低于1000℃时，12％的铬（Cr）有很好的抗氧化性，在高于1000℃时，17％的铬（Cr）也有很好的抗氧化性。当钢材中含铬（Cr）量不够或某些原因造成不锈钢晶界出现贫铬（Cr）区时，就不能形成有效的保护性膜；该钢材就不能称为不锈钢，不锈钢的贫铬（Cr）区发生腐蚀，即不锈钢生锈。316不锈钢是不锈钢的一种，因添加了2％~3％的钼（Mo）元素，使其耐腐蚀性能、和高温强度有较大的提高，最高耐受温度可达到1200~1300℃，可在苛刻的环境下使用。316不锈钢为目前手表行业最常用的原材料。

2元素组成 

采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定手表用316不锈钢中的金属元素及非金属元素硅（Si）和磷（P）的组成：首先将手表用316不锈钢试样用硝酸+盐酸混合溶液进行溶解，溶解完全后稀释至确定的容积，随后将试样溶液放入电感耦合等离子体发射光谱仪（InductivelyCoupledPlasmaOpticalEmission，英文简称ICP-OES）进行检测，以确定手表用316不锈钢中各金属元素及非金属元素硅（Si）和磷（P）的含量。依据GB/T20123-2006《钢铁总碳硫含量的测定高频感应炉燃烧后红外吸收法（常规方法）》测定手表用316不锈钢中的碳（C）和硫（S）的含量。如表1所示，手表用316不锈钢中的各元素的含量均符合GB/T20878-2007《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》中牌号为S31603不锈钢化学成分指标要求。

3硬度

采用HXD-1000TM/LCD型数字式显微硬度计（上海泰明）对手表用316不锈钢试验进行表面维氏硬度检测。试样表面平坦光滑，无氧化皮及外来污，试样面积为20mm×30mm，试验力度9.807N（HV1）；试验过程中，试样表面与压头垂直，无冲击和振动，加力过程5s，压头下降速度50μm/s，试验力保持时间为10s。测试结果为，手表用316不锈钢的表面维氏硬度范围180HV~200HV。

4耐腐蚀性能

依次对手表用316不锈钢表壳试样进行24h人工腐蚀试验和24h中性盐雾腐蚀试验，步骤如下：

4.1人工汗腐蚀试验

（1）检测条件：HK-058型精密高温烘箱（LXN-E-053）；人工汗溶液（新配制）；烧杯等玻璃仪器及塑料薄膜。（2）试验步骤：a.容器（烧杯）内盛入深度大约为10mm的人工汗液，试样悬挂在距液面和器壁至少30mm的玻璃钩上。b.将装有人工汗液及试样的容器（烧杯）放入40±2℃HK-D58型精密高温烘箱（东莞华凯）中恒温24h后，取出试样，并观察试样表面的腐蚀情况。（3）评定标准：用清水冲洗后，试样有效表面的总体颜色未发生变化，且试样表面无盐析和锈蚀。（4）试样后处理：试验结束后取出试样，用温度不高于40℃的自来水以除去试样表面残留的人工汗溶液，接着在距离试样约300mm处吹干后，放入干净的样品试样袋内封存。

4.2中性盐雾试验

（1）检测条件：XB60型盐雾试验机（LXN-E-033）；NaCl50±10g/L，pH值为6.5~7.2（中性盐雾试验NaCl溶液的配制参考LXN-SYS-111《中性盐雾试验氯化钠溶液配制》作业指导书）。（2）试验步骤：a.将试样（表壳体及其附件）用细的塑料线悬挂于XB60型盐雾试验机（LXN-E-033）内，距悬挂杆约30mm。b.调节XB60型盐雾试验机（LXN-E-033）试验温度为35±2℃，喷雾量：1~2mL/h，设定试验时间24h，试验24h后，取出试样，并观察试样表面的腐蚀情况。（3）判定标准：用清水冲洗后，试样有效表面的总体颜色未发生变化，且试样表面无盐析和锈蚀。（4）试样后处理：试验结束后取出试样，用温度不高于40℃的自来水以除去试样表面残留的盐雾溶液，接着在距离试样约300mm处用吹干后，放入干净的样品试样袋内封存。手表用316不锈钢表壳试样依次进行24h人工腐蚀试验和24h中性盐雾腐蚀试验后，有效镀层表面的总体颜色未发生变化，且试样表面无盐析和锈蚀。结果表明，手表用316不锈钢耐人工汗及中性盐雾腐蚀性能良好。

5镍释放量

因手表为直接与人体皮肤接触的装饰物品，因此手表用316不锈钢的镍释放量必须符合欧洲EN1811:2011+Al:2015标准要求，以防顾客在佩戴316不锈钢手表时发生过敏。将手表用316不锈钢表壳试样放入新配制的人工汗溶液中浸泡168h后，将浸泡溶液定容至确定体积，采用电感耦合等离子体发射光谱仪（InductivelyCoupledPlas-maOpticalEmission，英文简称ICP-OES）进行检测镍释放量的测定。测试结果如表2所示，手表用316不锈钢镍释放量小于0.05μg/cm2/week远低于欧洲EN1811:2011+Al:2015标准最严标准值（0.2μg/cm2/week）。结果表明，手表用316不锈钢镍释放量符合欧洲EN1811:2011+Al:2015标准。

6结束语

手表用316不锈钢的（1）元素组成为铁（Fe）、铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）、锰（Mn）、硅（Si）、磷（P）、碳（C）和硫（S），其含量均符合GB/T20878-2007《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》中牌号为S31603不锈钢化学成分指标要求；（2）表面维氏硬度范围为180HV~200HV；（3）耐人工汗及中性盐雾腐蚀性能良好；（4）镍释放量符合欧洲EN1811:2011+Al:2015标准。