非鉛系はんだの多軸応力下におけるクリープ疲労寿命評価法の開発

多轴应力下无铅焊料蠕变疲劳寿命评价方法的研制

• 批准号: 12750079
• 负责人: 山本 隆栄
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Oita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750079/
• 关键词: 非鉛系はんだ; 低サイクル疲労; クリープ疲労; 線形損傷則; 延性消耗則; 引張・圧縮応力下; 非対称波形

本研究では,鉛系はんだに代わる非鉛系はんだとして有望視されているSn3.5AgはんだとSn8Znはんだの引張・圧縮の応力下での低サイクル疲労試験とSn3.5Agはんだのクリープ疲労試験を実施した.試験に用いた試験片形状は中実円柱試験片で,試験温度は313K一定である.また,制御方法はひずみ制御で,ひずみ波形はfast-fast波(PP), slow-fast波(cp),fast-slow波(pc)およびslow-slow波(cc)の4種類を用いた.なお,ひずみ速度は高速側を0.5%/sec,低速側を0.005%/secとした.本研究では,現在主に使用されている鉛系はんだのSn37Pbはんだの低サイクル疲労試験とクリープ疲労試験との比較およびクリープ疲労寿命評価法の検討を行い,以下の結果を得た.(1)全ひずみ範囲によるSn3.5Ag, Sn8ZnおよびSn37Pbはんだの低サイクル疲労寿命の整理では,Sn3.5Agはんだが最も長寿命で,Sn8Znはんだが最も短寿命であった.(2)全ひずみ範囲によるクリープ疲労寿命の整理ではSn3.5Ag, Sn37Pbともに,pp波が最も長寿命で,ついでcc波,pc波となり,cp波が最も短寿命であった.(3)Sn3.5Agのクリープ疲労寿命はいずれの波形もSn37Pbよりも長寿命であった.(4)クリープ疲労寿命評価法として線形損傷則を検討した結果,Sn3.5Ag, Sn37Pbともにすべての波形においてデータが安全側に大きく外れたため有効な評価法ではなかった.(5)クリープ疲労寿命評価法として延性消耗則を検討した結果,Sn3.5Agに対してはすべてのデータがほぼ係数4の範囲で整理できるので有効な評価法であったが,Sn37Pbに対しては危険側に大きく外れるデータがあるため有効な評価法ではなかった.

In this study, the lead system is divided into two groups, and the non-lead system is divided into two groups. It is expected that the Sn3.5Ag system will be divided into two groups: Sn8Zn system and Sn3.5Ag system. The shape of the test piece is different from that of the column test piece, and the test temperature is 313K. The four types of fast-fast wave (PP), slow-fast wave (cp),fast-slow wave (pc) and slow-slow wave (cc) are used in the control method. Speed: 0.5%/sec on high speed side, 0.005%/sec on low speed side. In this study, we mainly used the Sn37Pb system in the investigation of the fatigue life assessment method. The results are as follows. (1)Sn3.5Ag, Sn8Zn, Sn37Pb, Sn3.5Ag, Sn8Zn, Sn37Pb, Sn3.5Ag, Sn8Zn, Sn3.5Ag, Sn8Zn, Sn3.5Ag, Sn3.5Ag, Sn8Zn, Sn3.5Ag, Sn3.5Zn, Sn3.5Zn, Sn3.5Ag, Sn3.5Zn, Sn3.5Zn, Sn3.5Ag, Sn3.5Zn, Sn3.5Ag, Sn3.5Zn, Sn3.5 (2)Sn3.5Ag, Sn37Pb,pp waves have the longest lifetime, cc waves,pc waves,cp waves have the shortest lifetime. (3)Sn3.5Ag (4)The results of the linear damage evaluation method are as follows: Sn3.5Ag, Sn37Pb and Sn2.5Ag. (5)The results of the fatigue life evaluation method and ductility consumption analysis show that Sn3.5Ag has a high fatigue life coefficient of 4, and Sn37Pb has a high fatigue life.

项目成果

坂根政男: "はんだの引張試験法標準"社団法人 日本材料学会. 52 (2000)

Masao Sakane：“焊料的标准拉伸试验方法”日本材料学会52（2000）。

坂根 政男: "はんだ引張および低サイクル疲労データベース"社団法人 日本材料学会. 167 (2001)

Masao Sakane：“焊料拉伸和低周疲劳数据库”日本材料学会 167（2001）。

坂根政男: "はんだの低サイクル疲労試験法標準"社団法人 日本材料学会. 51 (2000)

Masao Sakane：“焊料低周疲劳试验标准方法”日本材料学会51（2000）。