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對(duì)手表用316不銹鋼的元素組成、表面維氏硬度、耐腐蝕性能及鎳釋放量進(jìn)行了研究分析，結(jié)果表明：手表用316不銹鋼元素組成符合GB/T20878-2007《不銹鋼和耐熱鋼牌號(hào)及化學(xué)成分》中牌號(hào)為S31603不銹鋼化學(xué)成分指標(biāo)要求，表面維氏硬度范圍為180HV~200HV，具有良好的耐人工汗及中性鹽霧腐蝕性能，其鎳釋放量符合歐洲EN1811:2011+Al:2015標(biāo)準(zhǔn)。

1概述

“不銹鋼”的定義：“不銹鋼”（StainlessSteel）是不銹耐酸鋼的簡(jiǎn)稱，耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)或具有不銹性的鋼種稱為不銹鋼；而將耐化學(xué)腐蝕介質(zhì)（酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕）腐蝕的鋼種稱為耐酸鋼。由于兩者在化學(xué)成分上的差異而使他們的耐蝕性不同，普通不銹鋼一般不耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕，而耐酸鋼則一般均具有不銹性。“不銹鋼”一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼，而是表示一百多種工業(yè)不銹鋼，所開發(fā)的每種不銹鋼都在其特定的應(yīng)用領(lǐng)域具有良好的性能。從不銹鋼的定義，我們不難發(fā)現(xiàn)我們誤解了不銹鋼，因?yàn)椴讳P鋼的定義告訴我們不銹鋼其實(shí)并不是完全“不銹”的；所謂的不銹鋼是指在特定條件下不發(fā)生腐蝕的鋼，而不是鋼如其名，在所有環(huán)境下不發(fā)生腐蝕———不銹。不銹鋼的得名則是人們對(duì)具有優(yōu)良耐腐蝕性能的鋼的譽(yù)稱。

不銹鋼“不銹”的原理（關(guān)鍵因素）在于其表面具有一層自愈性的保護(hù)性氧化膜氧化鉻（Cr2O3）（它不象選擇性氧化而形成的那些保護(hù)性薄膜），致使不銹鋼能夠進(jìn)行常規(guī)加工而不失去抗氧化性———不銹性。不銹鋼中必須含有足夠量的鉻（Cr）以形成基本上由Cr2O3組成的自愈性保護(hù)性氧化膜，以便當(dāng)薄膜弄破時(shí)有足夠數(shù)目的鉻陽離子（Cr3+）重新形成薄膜。如果鉻（Cr）的比例低于完全保護(hù)所需要的比例，鉻（Cr）就溶解在基材表面形成的氧化物中而無法形成有效的保護(hù)膜。起完全保護(hù)作用所需的鉻（Cr）的比例取決于使用條件。在水溶液中，需要12％的鉻（Cr）產(chǎn)生自鈍化作用形成包含大量氧化鉻（Cr2O3）的保護(hù)膜。在氣態(tài)氧化條件下，低于1000℃時(shí)，12％的鉻（Cr）有很好的抗氧化性，在高于1000℃時(shí)，17％的鉻（Cr）也有很好的抗氧化性。當(dāng)鋼材中含鉻（Cr）量不夠或某些原因造成不銹鋼晶界出現(xiàn)貧鉻（Cr）區(qū)時(shí)，就不能形成有效的保護(hù)性膜；該鋼材就不能稱為不銹鋼，不銹鋼的貧鉻（Cr）區(qū)發(fā)生腐蝕，即不銹鋼生銹。316不銹鋼是不銹鋼的一種，因添加了2％~3％的鉬（Mo）元素，使其耐腐蝕性能、和高溫強(qiáng)度有較大的提高，最高耐受溫度可達(dá)到1200~1300℃，可在苛刻的環(huán)境下使用。316不銹鋼為目前手表行業(yè)最常用的原材料。

2元素組成 

采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定手表用316不銹鋼中的金屬元素及非金屬元素硅（Si）和磷（P）的組成：首先將手表用316不銹鋼試樣用硝酸+鹽酸混合溶液進(jìn)行溶解，溶解完全后稀釋至確定的容積，隨后將試樣溶液放入電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（InductivelyCoupledPlasmaOpticalEmission，英文簡(jiǎn)稱ICP-OES）進(jìn)行檢測(cè)，以確定手表用316不銹鋼中各金屬元素及非金屬元素硅（Si）和磷（P）的含量。依據(jù)GB/T20123-2006《鋼鐵總碳硫含量的測(cè)定高頻感應(yīng)爐燃燒后紅外吸收法（常規(guī)方法）》測(cè)定手表用316不銹鋼中的碳（C）和硫（S）的含量。如表1所示，手表用316不銹鋼中的各元素的含量均符合GB/T20878-2007《不銹鋼和耐熱鋼牌號(hào)及化學(xué)成分》中牌號(hào)為S31603不銹鋼化學(xué)成分指標(biāo)要求。

3硬度

采用HXD-1000TM/LCD型數(shù)字式顯微硬度計(jì)（上海泰明）對(duì)手表用316不銹鋼試驗(yàn)進(jìn)行表面維氏硬度檢測(cè)。試樣表面平坦光滑，無氧化皮及外來污，試樣面積為20mm×30mm，試驗(yàn)力度9.807N（HV1）；試驗(yàn)過程中，試樣表面與壓頭垂直，無沖擊和振動(dòng)，加力過程5s，壓頭下降速度50μm/s，試驗(yàn)力保持時(shí)間為10s。測(cè)試結(jié)果為，手表用316不銹鋼的表面維氏硬度范圍180HV~200HV。

4耐腐蝕性能

依次對(duì)手表用316不銹鋼表殼試樣進(jìn)行24h人工腐蝕試驗(yàn)和24h中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)，步驟如下：

4.1人工汗腐蝕試驗(yàn)

（1）檢測(cè)條件：HK-058型精密高溫烘箱（LXN-E-053）；人工汗溶液（新配制）；燒杯等玻璃儀器及塑料薄膜。（2）試驗(yàn)步驟：a.容器（燒杯）內(nèi)盛入深度大約為10mm的人工汗液，試樣懸掛在距液面和器壁至少30mm的玻璃鉤上。b.將裝有人工汗液及試樣的容器（燒杯）放入40±2℃HK-D58型精密高溫烘箱（東莞華凱）中恒溫24h后，取出試樣，并觀察試樣表面的腐蝕情況。（3）評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：用清水沖洗后，試樣有效表面的總體顏色未發(fā)生變化，且試樣表面無鹽析和銹蝕。（4）試樣后處理：試驗(yàn)結(jié)束后取出試樣，用溫度不高于40℃的自來水以除去試樣表面殘留的人工汗溶液，接著在距離試樣約300mm處吹干后，放入干凈的樣品試樣袋內(nèi)封存。

4.2中性鹽霧試驗(yàn)

（1）檢測(cè)條件：XB60型鹽霧試驗(yàn)機(jī)（LXN-E-033）；NaCl50±10g/L，pH值為6.5~7.2（中性鹽霧試驗(yàn)NaCl溶液的配制參考LXN-SYS-111《中性鹽霧試驗(yàn)氯化鈉溶液配制》作業(yè)指導(dǎo)書）。（2）試驗(yàn)步驟：a.將試樣（表殼體及其附件）用細(xì)的塑料線懸掛于XB60型鹽霧試驗(yàn)機(jī)（LXN-E-033）內(nèi)，距懸掛桿約30mm。b.調(diào)節(jié)XB60型鹽霧試驗(yàn)機(jī)（LXN-E-033）試驗(yàn)溫度為35±2℃，噴霧量：1~2mL/h，設(shè)定試驗(yàn)時(shí)間24h，試驗(yàn)24h后，取出試樣，并觀察試樣表面的腐蝕情況。（3）判定標(biāo)準(zhǔn)：用清水沖洗后，試樣有效表面的總體顏色未發(fā)生變化，且試樣表面無鹽析和銹蝕。（4）試樣后處理：試驗(yàn)結(jié)束后取出試樣，用溫度不高于40℃的自來水以除去試樣表面殘留的鹽霧溶液，接著在距離試樣約300mm處用吹干后，放入干凈的樣品試樣袋內(nèi)封存。手表用316不銹鋼表殼試樣依次進(jìn)行24h人工腐蝕試驗(yàn)和24h中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)后，有效鍍層表面的總體顏色未發(fā)生變化，且試樣表面無鹽析和銹蝕。結(jié)果表明，手表用316不銹鋼耐人工汗及中性鹽霧腐蝕性能良好。

5鎳釋放量

因手表為直接與人體皮膚接觸的裝飾物品，因此手表用316不銹鋼的鎳釋放量必須符合歐洲EN1811:2011+Al:2015標(biāo)準(zhǔn)要求，以防顧客在佩戴316不銹鋼手表時(shí)發(fā)生過敏。將手表用316不銹鋼表殼試樣放入新配制的人工汗溶液中浸泡168h后，將浸泡溶液定容至確定體積，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（InductivelyCoupledPlas-maOpticalEmission，英文簡(jiǎn)稱ICP-OES）進(jìn)行檢測(cè)鎳釋放量的測(cè)定。測(cè)試結(jié)果如表2所示，手表用316不銹鋼鎳釋放量小于0.05μg/cm2/week遠(yuǎn)低于歐洲EN1811:2011+Al:2015標(biāo)準(zhǔn)最嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)值（0.2μg/cm2/week）。結(jié)果表明，手表用316不銹鋼鎳釋放量符合歐洲EN1811:2011+Al:2015標(biāo)準(zhǔn)。

6結(jié)束語

手表用316不銹鋼的（1）元素組成為鐵（Fe）、鉻（Cr）、鎳（Ni）、鉬（Mo）、錳（Mn）、硅（Si）、磷（P）、碳（C）和硫（S），其含量均符合GB/T20878-2007《不銹鋼和耐熱鋼牌號(hào)及化學(xué)成分》中牌號(hào)為S31603不銹鋼化學(xué)成分指標(biāo)要求；（2）表面維氏硬度范圍為180HV~200HV；（3）耐人工汗及中性鹽霧腐蝕性能良好；（4）鎳釋放量符合歐洲EN1811:2011+Al:2015標(biāo)準(zhǔn)。