[发明专利]低循环疲劳特性优异的汽车行走部件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及低循环疲劳特性优异的汽车行走部件及其制造方法。作为本发明的汽车行走部件，有例如前桥梁、悬架构件等。

背景技术

汽车行走部件，不用说可加工性，由于在行驶中反复受到冲击载荷和扭转载荷等，因此在需要高的强度的同时需要高的疲劳特性。冲击载荷和扭转载荷等也有时成为影响到坯料的塑性区域的大的载荷，因此特别是在高应力振幅低循环区域（断裂次数为105次以下）的疲劳特性受到重视。

例如，对于作为汽车行走部件的汽车前桥梁，在专利文献1中曾提出了对筒状的被加工体（例如钢管）的内表面赋予液体压力并进行压制加工的方法、和采用该方法得到的异型截面筒状体的前桥梁。

为了确保充分的疲劳特性，该前桥梁通过在将钢管压制加工后实施淬火、退火等的硬化热处理，使部件的疲劳特性和强度提高到所希望的水平。

如果进行这样的硬化热处理，则部件的成本变高，而且存在部件形状由于热处理而变化，需要追加矫正的情况、和部件软化需要追加的强化手段（例如表面硬质化处理等）的情况。

因此，在产业界期待没有压制后的热处理而能够制造的具有充分的疲劳特性的汽车行走部件。

另外，作为疲劳特性优异的汽车行走部件，在专利文献2中，曾提出了由Nb和Mo的复合添加钢构成的部件。Nb和Mo的复合添加钢在弯曲成形后表层部由于加工硬化而变硬，并且，为了提高疲劳特性而进行的去内部应力退火时的硬度的降低少，因此疲劳特性优异。

的确在压制成形后若进行退火则可以认为具有充分的疲劳特性。

但是，在保持压制成形的状态下，由于存在铁素体，因此担心在压制成形后产生多数的成为疲劳裂纹的起点的微小空隙（void）。另外，低循环区域的疲劳，成为大大超过铁素体相的屈服应力的应力振幅，因此铁素体相变得容易滑动，局部地发生疲劳损伤。因此，不能认为具有充分的低循环疲劳特性。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2001-321846

专利文献2：日本特开2008-63656

发明内容

保持压制成形状态不进行热处理而能够制造的具有充分的低循环疲劳特性的汽车行走部件，迄今为止尚未提出。特别是实施了大的弯曲成形的汽车行走部件，在弯曲大的部位，得不到充分的低循环疲劳特性。

因此，本发明的课题是提供一种汽车行走部件及其制造方法，所述汽车行走部件为低成本，不需要追加矫正和追加的强化手段，压制成形后不进行热处理，即使是实施了大的弯曲成形的情况也具有充分的低循环疲劳特性。

本发明者们为了得到具有充分的低循环疲劳特性的汽车行走部件，研讨了从成形的前后到负荷疲劳载荷的、构成部件的钢材的微小空隙的生成和疲劳裂纹的产生和进展过程。

其结果，本发明者们新发现了；在钢制的汽车行走部件中，在钢材的制造时和成形加工时产生的微小空隙在加工后作为部件使用时，促进疲劳裂纹的产生和进展。

另外，本发明者们新发现了：根据成形后的部件的成为低循环疲劳裂纹的起点的部位的板厚t和外表面曲率半径R的比R/t的值，对低循环疲劳特性有利的显微组织不同。

由成为低循环疲劳裂纹的起点的部位的板厚t和外表面曲率半径R的比R/t变为5以下那样的弯曲主体成形的部件，在R/t为5以下的部位的组织整体中强制性地产生变形。本发明者们发现了，钢的组织是以贝氏体为主体的均匀组织时，成形后的微小空隙的产生少，低循环疲劳寿命变长，贝氏体在组织中占的比例低于80%时，在软质组织和硬质组织的边界形成多数的微小空隙，该空隙促进疲劳裂纹的产生和进展，低循环疲劳寿命变短。

关注于该见解，进行了各种研讨的结果，本发明者们发现了，通过将钢的组织控制成以贝氏体组织为主体，造出缺陷充分少的钢管后，实施弯曲主体的成形，由此与使用其他组织的钢或采用其他成形方法制造出的部件相比，可得到具有飞跃性地优异的低循环疲劳特性的部件。

本发明是基于上述见解完成的，其要旨如下。

（1）一种低循环疲劳特性优异的汽车行走部件，其特征在于，是由下述钢构成的汽车行走部件，所述钢以质量%计含有：

C：0.02~0.10%、

Si：0.05~1.0%、

Mn：0.3~2.5%、

P：0.03%以下、

S：0.01%以下、

Ti：0.005~0.1%、

Al：0.005~0.1%、

N：0.0005~0.006%、和