拉伸试验参数对镀锡板屈服强度测试结果的影响

蔡红梅, 苑小倩, 王 伟, 郭宏伟

(首钢京唐钢铁联合有限责任公司, 唐山 063200)

镀锡板俗称马口铁,是指表面镀有一层金属锡的钢板。镀锡板具有良好的耐腐蚀性能，有一定的强度和硬度，成形性好又易焊接，无毒无味，能防止铁熔进被包装物，且表面光亮，主要用于食品罐头行业。近年来，我国的制罐工业发展迅速，对镀锡板的成形性能要求也越来越高。屈强比是材料的屈服强度和抗拉强度之比，屈强比越小，表明材料的成形性越好。材料屈服强度测试结果的准确性直接影响屈强比的计算结果，所以研究拉伸试验参数对屈服强度测试结果的影响具有重要意义。

笔者通过拉伸试验，分析了取样方向、平行长度、烘烤温度和烘烤时间对两种镀锡板屈服强度的影响，采用显微组织观察和硬度测试，分析了镀锡板屈服强度产生差异的原因，以期为镀锡板的应用提供参考依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验材料分别为MR T-3 BA和MR T-4 CA镀锡板(BA表示罩式退火，CA表示连续退火)，试板厚度分别0.3 mm和0.2 mm。为了保证试验数据的一致性，在同一批次的镀锡板上取样。

1.2 试验方法

依据GB/T 228.1—2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》标准，采用配备有Macro纵向自动机械引伸计的Zwick/Roell Z050型全自动电子拉伸试验机，按表1所示的试验条件进行拉伸性能测试，当试样没有明显屈服现象时，采用规定非比例延伸强度Rp0.2代替屈服强度Rel。表1中的取样方向指的是与轧制方向的夹角。采用Thermo Heratherm OMS100型高精度烘箱，对试样进行烘烤，烘烤温度和烘烤时间是在接近GB/T 2520—2017《冷轧电镀锡钢板及钢带》标准要求的烘烤温度(200 ℃)和烘烤时间(20 min)附近取值的。采用蔡司EVO18型扫描电镜(SEM)对试样的微观形貌进行观察。依据GB/T 230.1—2018《金属材料 洛氏硬度试验 第1部分：试验方法》标准，采用FUTURE-TECH LC-200R型硬度计，在同一试样上取10个点进行硬度测试，取其平均值。

表1 拉伸试验参数

2 试验结果与分析

2.1 取样方向对镀锡板屈服强度测试结果的影响

由表2可见：取样方向不同时，MR T-3 BA镀锡板和MR T-4 CA镀锡板的屈服强度有明显差异；对于MR T-3 BA镀锡板，其0°方向上的屈服强度高于90°和45°方向上的；对于MR T-4 CA镀锡板，其90°方向上的屈服强度高于0°和45°方向上的。

表2 不同取样方向条件下两种镀锡板的屈服强度

2.2 平行长度对镀锡板屈服强度测试结果的影响

由表3可见，不同平行长度条件下，MR T-3 BA镀锡板和 MR T-4 CA镀锡板拉的屈服强度没有明显差异。

表3 不同平行长度条件下两种镀锡板的屈服强度

2.3 烘烤温度对镀锡板屈服强度测试结果、硬度和显微组织的影响

由表4、表5和图1可见：随着烘烤温度的升高，MR T-3 BA镀锡板的屈服强度和硬度均呈递增趋势，其在220 ℃烘烤温度条件下的渗碳体比180 ℃烘烤温度条件下的多，晶粒也较细小；随着烘烤温度的升高，MR T-4 CA镀锡板的屈服强度略有下降，硬度和显微组织均无明显变化。

图1 不同烘烤温度条件下两种镀锡板的显微组织

表4 不同烘烤温度条件下两种镀锡板的屈服强度

表5 不同烘烤温度条件下两种镀锡板的硬度

2.4 烘烤时间对镀锡板屈服强度测试结果、硬度和显微组织的影响

由表6、表7和图2可见：随着烘烤时间的延长，MR T-3 BA镀锡板的屈服强度略有升高，硬度无明显变化，晶粒逐渐变细；MR T-4 CA镀锡板的屈服强度略有升高[1]，其硬度和显微组织没有明显变化。

图2 不同烘烤时间条件下两种镀锡板的显微组织

表6 不同烘烤时间条件下两种镀锡板的屈服强度

表7 不同烘烤时间条件下两种镀锡板的硬度

3 结论

(1) 取样方向对两种镀锡板的屈服强度影响较大，MR T-3 BA镀锡板在0°方向上的屈服强度高于90°和45°方向上的，MR T-4 CA镀锡板在90°方向上的屈服强度高于0°和45°方向上的。

(2) 不同平行长度条件下，两种镀锡板的屈服强度没有明显差异。

(3) 随烘烤温度的升高，MR T-3 BA镀锡板的屈服强度和硬度均呈上升趋势，晶粒变细，MR T-4 CA镀锡板的屈服强度略有减小，硬度和显微组织无明显变化；烘烤时间对两种镀锡板的屈服强度、硬度和显微组织影响不大。