拉伸試驗參數對鍍錫板屈服強度測試結果的影響

蔡紅梅, 苑小倩, 王 偉, 郭宏偉

(首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司, 唐山 063200)

鍍錫板俗稱馬口鐵,是指表面鍍有一層金屬錫的鋼板。鍍錫板具有良好的耐腐蝕性能，有一定的強度和硬度，成形性好又易焊接，無毒無味，能防止鐵熔進被包裝物，且表面光亮，主要用于食品罐頭行業。近年來，我國的制罐工業發展迅速，對鍍錫板的成形性能要求也越來越高。屈強比是材料的屈服強度和抗拉強度之比，屈強比越小，表明材料的成形性越好。材料屈服強度測試結果的準確性直接影響屈強比的計算結果，所以研究拉伸試驗參數對屈服強度測試結果的影響具有重要意義。

筆者通過拉伸試驗，分析了取樣方向、平行長度、烘烤溫度和烘烤時間對兩種鍍錫板屈服強度的影響，采用顯微組織觀察和硬度測試，分析了鍍錫板屈服強度產生差異的原因，以期為鍍錫板的應用提供參考依據。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料分別為MR T-3 BA和MR T-4 CA鍍錫板(BA表示罩式退火，CA表示連續退火)，試板厚度分別0.3 mm和0.2 mm。為了保證試驗數據的一致性，在同一批次的鍍錫板上取樣。

1.2 試驗方法

依據GB/T 228.1—2010《金屬材料 拉伸試驗 第1部分：室溫試驗方法》標準，采用配備有Macro縱向自動機械引伸計的Zwick/Roell Z050型全自動電子拉伸試驗機，按表1所示的試驗條件進行拉伸性能測試，當試樣沒有明顯屈服現象時，采用規定非比例延伸強度Rp0.2代替屈服強度Rel。表1中的取樣方向指的是與軋制方向的夾角。采用Thermo Heratherm OMS100型高精度烘箱，對試樣進行烘烤，烘烤溫度和烘烤時間是在接近GB/T 2520—2017《冷軋電鍍錫鋼板及鋼帶》標準要求的烘烤溫度(200 ℃)和烘烤時間(20 min)附近取值的。采用蔡司EVO18型掃描電鏡(SEM)對試樣的微觀形貌進行觀察。依據GB/T 230.1—2018《金屬材料 洛氏硬度試驗 第1部分：試驗方法》標準，采用FUTURE-TECH LC-200R型硬度計，在同一試樣上取10個點進行硬度測試，取其平均值。

表1 拉伸試驗參數

2 試驗結果與分析

2.1 取樣方向對鍍錫板屈服強度測試結果的影響

由表2可見：取樣方向不同時，MR T-3 BA鍍錫板和MR T-4 CA鍍錫板的屈服強度有明顯差異；對于MR T-3 BA鍍錫板，其0°方向上的屈服強度高于90°和45°方向上的；對于MR T-4 CA鍍錫板，其90°方向上的屈服強度高于0°和45°方向上的。

表2 不同取樣方向條件下兩種鍍錫板的屈服強度

2.2 平行長度對鍍錫板屈服強度測試結果的影響

由表3可見，不同平行長度條件下，MR T-3 BA鍍錫板和 MR T-4 CA鍍錫板拉的屈服強度沒有明顯差異。

表3 不同平行長度條件下兩種鍍錫板的屈服強度

2.3 烘烤溫度對鍍錫板屈服強度測試結果、硬度和顯微組織的影響

由表4、表5和圖1可見：隨著烘烤溫度的升高，MR T-3 BA鍍錫板的屈服強度和硬度均呈遞增趨勢，其在220 ℃烘烤溫度條件下的滲碳體比180 ℃烘烤溫度條件下的多，晶粒也較細小；隨著烘烤溫度的升高，MR T-4 CA鍍錫板的屈服強度略有下降，硬度和顯微組織均無明顯變化。

圖1 不同烘烤溫度條件下兩種鍍錫板的顯微組織

表4 不同烘烤溫度條件下兩種鍍錫板的屈服強度

表5 不同烘烤溫度條件下兩種鍍錫板的硬度

2.4 烘烤時間對鍍錫板屈服強度測試結果、硬度和顯微組織的影響

由表6、表7和圖2可見：隨著烘烤時間的延長，MR T-3 BA鍍錫板的屈服強度略有升高，硬度無明顯變化，晶粒逐漸變細；MR T-4 CA鍍錫板的屈服強度略有升高[1]，其硬度和顯微組織沒有明顯變化。

圖2 不同烘烤時間條件下兩種鍍錫板的顯微組織

表6 不同烘烤時間條件下兩種鍍錫板的屈服強度

表7 不同烘烤時間條件下兩種鍍錫板的硬度

3 結論

(1) 取樣方向對兩種鍍錫板的屈服強度影響較大，MR T-3 BA鍍錫板在0°方向上的屈服強度高于90°和45°方向上的，MR T-4 CA鍍錫板在90°方向上的屈服強度高于0°和45°方向上的。

(2) 不同平行長度條件下，兩種鍍錫板的屈服強度沒有明顯差異。

(3) 隨烘烤溫度的升高，MR T-3 BA鍍錫板的屈服強度和硬度均呈上升趨勢，晶粒變細，MR T-4 CA鍍錫板的屈服強度略有減小，硬度和顯微組織無明顯變化；烘烤時間對兩種鍍錫板的屈服強度、硬度和顯微組織影響不大。