低循环疲劳特性优异的汽车行走部件及其制造方法

摘要

一种低循环疲劳特性优异的汽车行走部件，其特征在于，由以质量%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B：0.0001~0.01，其余量由Fe和不可避免的杂质组成的钢构成，是部件组织的80%以上为贝氏体组织的钢，板厚t和外表面曲率半径R的比R/t为5以下的部位的（211）面的X射线半值宽度为5度以下。

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

B：0.0001~0.01，其余量由Fe和不可避免的杂质组成，

部件组织的80%以上为贝氏体组织，

板厚t和外表面曲率半径R的比R/t为5以下的部位的（211）面的X 射线半值宽度为5度（deg）以下。

（2）根据上述（1）的低循环疲劳特性优异的汽车行走部件，其特征 在于，构成上述汽车行走部件的钢以质量%计还含有选自

Cu：0.005~1.0%、

Ni：0.005~1.0%、

Cr：0.03~1.0%、

Mo：0.1~0.5%、

Nb：0.003～0.2%、

V：0.001～0.2%、

W：0.001~0.1%、

Ca：0.0001~0.02%、

Mg：0.0001~0.02%、

Zr：0.0001~0.02%、和

REM：0.0001～0.02%中的一种或两种以上的元素。

（3）一种低循环疲劳特性优异的汽车行走部件的制造方法，其特征在 于，将以质量%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

B：0.0001~0.01%，其余量由Fe和不可避免的杂质组成的钢板坯加热 到1070℃~1300℃，接着，

实施精轧结束温度设为850℃~1070℃的热轧，其后，

以满足（A）式的冷却速度V（℃/秒）冷却到500℃以下，接着，

进行造管使得在外径设为D、板厚设为t时，开坯工序中的钢材最表 面的造管应变Δε变为以下（B）式的范围，接着，进行压制成形，

300/M≤V≤3000/M···（A）

0.7t/（D-t）≤Δε≤1.2t/（D-t）···（B）

其中，M=exp{6.2（C+0.27Mn+0.2Cr+0.05Cu+0.11Ni+0.25Mo） +0.74}···（C）

（C）式的C、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo的值为质量%。

根据上述（3）所述的低循环疲劳特性优异的汽车行走部件的制造方法， 其特征在于，上述钢板坯以质量%计还含有选自

Cu：0.005~1.0%、

Ni：0.005~1.0%、

Cr：0.03~1.0%、

Mo：0.1~0.5%、

Nb：0.003～0.2%、

V：0.001～0.2%、

W：0.001~0.1%、

Ca：0.0001~0.02%、

Mg：0.0001~0.02%、

Zr：0.0001~0.02%、和

REM：0.0001~0.02%中的一种或两种以上。

本发明的汽车行走部件，成形为弯曲主体，并且，组织为贝氏体主体 且均匀，因此在成形时难以产生微小空隙。其结果，可抑制起因于该微小 空隙的疲劳裂纹的产生，进而，能够抑制该微小空隙连接而成的龟裂进展， 因此，本发明的汽车行走部件，低循环疲劳特性优异。

成形应变量越多，该倾向就越显著，本发明的汽车行走部件和以往的 汽车行走部件的低循环疲劳寿命之差变大。

另外，本发明的汽车行走部件，在钢材的制造工序和造管工序中将微 小空隙的产生抑制为最小限度。即，通过满足上述（B）式的条件，将在 钢材最表面产生较多的应变的开坯（以下称为「BD」）工序中产生的、成 为疲劳裂纹的起点的造管应变抑制为最小限度。

因此，本发明的汽车行走部件，制品中的成为疲劳裂纹的起点部的部 位的位错和空隙等的缺陷变少，因此显示优异的低循环疲劳特性。

另外，本发明的汽车行走部件，组织是以贝氏体为主体且均匀，因此 疲劳损伤不会局部化。此外，对于在低循环疲劳区域中的高的应力振幅， 与同一强度水平的DP钢那样的以铁素体相为主体的组织相比，屈服应力 高，并且相对于循环应力的位错滑动阻力变高，能够进一步抑制疲劳裂纹 的产生。

本发明的汽车行走部件，与采用其他组织或其他制造方法制造的汽车 行走部件相比，具有极其优异的低循环疲劳特性，因此能够省略成形后的 硬质化、或者高强度化等的热处理。

通过省略热处理，能够削减热处理成本。另外，能够防止热处理时的 氧化皮附着，因此不会损害部件的外观品质，而且也能够防止由热处理引 起的形状变化等，具有许多的优点。

附图说明

图1是表示贝氏体的组织面分率和低循环疲劳特性的关系的图。

图2是表示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与低循环疲劳特性的关系的图。

图3是模式地表示热轧-冷却时的温度和冷却速度的定义的图。

图4是表示实施例中的汽车行走部件的截面形状的图。

图5是表示（A）式和贝氏体分率的关系的图。

图6是表示（B）式和X射线半值宽度值的关系的图。

图7是表示X射线半值宽度值和低循环疲劳特性的关系的图。

具体实施方式

以下对于构成本发明的部件的钢的组织的限定理由进行叙述。

图1表示构成部件的钢的贝氏体分率和低循环疲劳特性的关系。

低循环疲劳特性根据强度水平而不同，因此在此设为实施对裂纹产生 部位施加的应力振幅/TS变为0.8那样的部件的扭转疲劳试验时的、直到产 生裂纹的反复负荷次数（以下称为「疲劳寿命」）。

图1是使用在实施例的发明例1中使用的钢，对于改变冷却速度使贝 氏体的面分率变化了的部件，实施了低循环疲劳试验的结果。

如图1所示，低循环疲劳特性随着贝氏体的面分率增加而提高，在贝 氏体的面分率80%下成为极高的值并大致稳定化。

在比贝氏体软质的相过度地存在的情况下，在该软质的相中容易产生 微小空隙和疲劳裂纹。另外，在比贝氏体硬质的相在钢表层部过度地存在 的情况下，在硬质的相和贝氏体相的界面和/或其界面附近，容易产生微小 空隙和疲劳裂纹。

作为比贝氏体软质的相，有铁素体、珠光体、稳定的残余奥氏体等， 作为比贝氏体硬质的相，有马氏体、生成加工诱发马氏体的不稳定的残余 奥氏体等。

构成本发明的汽车行走部件的钢中，贝氏体的组织面分率优选接近于 100%，为100%也无妨。作为其余组织，铁素体、珠光体、马氏体、残余 奥氏体的一种或两种以上合计含有20%以下的情况下也可充分地获得本 发明的效果。

因此，构成本发明的汽车行走部件的钢的贝氏体分率设定为80%以 上。

对于低循环疲劳裂纹的起点和低循环疲劳特性详细地说明。

在此，所谓低循环疲劳特性，设为实施了对裂纹产生部位施加的应力 振幅/TS变为0.8那样的部件的扭转疲劳试验时的疲劳寿命。

裂纹产生部位根据部件而不同，但一般在负荷了疲劳的应力时，施加 了弯曲加工的顶点部成为裂纹产生部位。

图4表示采用与专利文献1所示的制造方法同样的方法试制的前桥梁 的截面形状。使用该部件，采用本发明的实施例所示的方法实施了低循环 疲劳试验，裂纹产生部位变为图4的容易产生裂纹的部位2（以下也称为 「耳部」）。

在该部件中，耳部成为裂纹产生部位的原因有两个。

认为第一个原因是，由于进行了R/t小的苛刻的弯曲成形，因此在耳 部生成多数的成为疲劳裂纹的起点的微小空隙。

认为第二个原因是，由于进行扭转疲劳试验时，耳部的振幅最大，并 且，耳部的R小，因此负荷应力的集中变大，对耳部施加的应力大。

如上述那样，本发明的汽车行走部件，即使在实施了R/t小的苛刻的 弯曲成形的情况下空隙的生成也少，低循环疲劳特性优异。图2表示该效 果。

图2是使用在实施例1的发明例1中使用的钢，对于改变成形模具使 R/t变化了的部件，实施了低循环疲劳试验的结果。

本发明的部件，低循环疲劳特性在R/t大的范围时与以往产品相比并 没有较大地优异，但如果成为R/t小的范围、特别是R/t≤5，则与以往产品 相比显示极其优异的疲劳寿命。

也就是说，在本发明中，即使是进行了Rt变为5以下那样的较大的 弯曲成形的情况下，与以往部件相比也能够更加抑制空隙的生成，得到低 循环疲劳特性优异的部件。

贝氏体的组织面分率，是通过将板厚断面埋入进行研磨后，用3%硝 酸乙醇腐蚀液腐蚀，用光学显微镜以400倍观察10个视场的钢的显微组织， 将贝氏体部分的面积率定量化来求出的。

在此，低循环疲劳特性，是模拟实际的行驶时施加的应力，用进行扭 转部件整体的疲劳试验时的疲劳寿命来评价的。疲劳试验的频率为1Hz， 应力条件设为完全对称循环应力。作为良好的判断基准是疲劳寿命为6万 次以上。

接着，对于本发明的汽车行走部件中使用的钢的成分组成进行叙述。

C，为了得到钢板所需要的强度水平（例如590MPa级、690MPa级、 780MPa级、865MPa级、980MPa级），设定为0.02%以上。

如果C的含量超过0.10%，则在贝氏体中碳化物的个数增加，因此在 成形时容易在其碳化物的界面产生微小空隙，并且，韧性降低，因此得不 到充分的疲劳特性。而且，由于强度变得过高，因此不能够确保成形性， 在对部件实施焊接时，有时产生延迟断裂裂纹。

因此，C的含量设定为0.02~0.10%。

Si，作为用于抑制损害疲劳特性和可加工性的粗大氧化物的脱氧元素， 含有0.05%以上。如果Si的含量超过1.0%，则生成SiO₂等的夹杂物，在 成形时容易产生微小空隙。

因此，Si的含量设定为0.05~1.0%。

Mn，为了确保淬硬性，得到贝氏体组织是有效的，为了获得该效果， 需要添加0.3%以上。如果Mn的含量超过2.5%，则MnO₂引起的缺陷产 生、和MnS引起的中心偏析变得显著。

因此，Mn的含量设定为0.3~2.5%。

P容易在晶界浓化，如果含量超过0.03%则有时使晶界的疲劳强度降 低。

因此，P的含量限制在0.03%以下。

如果S的含量超过0.01%，则形成粗大的MnS，有时损害疲劳特性和 成形性。

因此，S的含量限制在0.01%以下。

Ti，使N作为TiN固定，对确保B的淬硬性有效。为了获得该效果， 需要添加0.005%以上。如果Ti的含量超过0.1%，则生成粗大的TiN，容 易产生微小空隙。

因此，Ti的含量设定为0.005～0.1%。

Al和N，是生成AlN促进贝氏体组织的微细化，使疲劳特性提高的元 素。在Al的含量低于0.005%或者N的含量低于0.0005%时，其效果不足。 如果Al的含量超过0.1%或者N的含量超过0.006%，则钢的洁净度下降， 而且生成粗大的AlN，有时疲劳特性和成形性降低。

因此，Al的含量设定为0.005～0.1%，N的含量设定为0.0005~0.006%。

B，是提高钢的淬硬性，为了得到贝氏体组织而极其有效的元素。当B 的含量低于0.0001%时，不能充分地获得其效果。如果B的含量超过 0.01%，则容易生成粗大的硼化物（硼化碳化物、硼化氮化物、硼化碳氮 化物等），损害淬硬性，另外，在弯曲成形时和负荷疲劳载荷时也容易成 为裂纹起点和微小空隙的起点。

因此，B的含量设定为0.0001~0.01%。

除了上述元素以外，还可以作为选择元素添加以下所示的元素。

Ⅰ.促进贝氏体生成的元素群：

Cu：0.005~1.0%、

Ni：0.005~1.0%、

Cr：0.03~1.0%、

Mo：0.1~0.5%。

Ⅱ.结晶微细化元素群：

Nb：0.003～0.2%、

V：0.001～0.2%、

W：0.001~0.1%。

Ⅲ.夹杂物形态控制元素群：

Ca：0.0001~0.02%、

Mg：0.0001~0.02%、

Zr：0.0001~0.02%、

REM：0.0001~0.02%。

可以选择这三个群之中的一个群来添加，也可以选择两个以上的群来 添加。另外，在所选出的群中所含有的元素之中，可以仅添加其中的一种， 也可以添加两种以上。

促进贝氏体生成的元素群的Cu、Ni、Cr和Mo全都提高淬硬性，对 贝氏体组织的生成有效。

在Cu、Ni、Cr、Mo的含量分别为低于0.005%、低于0.005%、低于 0.03%、低于0.1%的情况下，难以充分地得到各元素的促进贝氏体生成的 作用。

在Cu、Ni、Cr、Mo分别为大于1.0%、大于1.0%、大于1.0%、大 于0.5%的情况下，变得容易大量地生成硬质相，因此变得难以使贝氏体的 组织分率为80%以上。

因此，在添加Cu、Ni、Cr和/或Mo的情况下，其含量设定为Cu： 0.005~1.0%、Ni：0.005~1.0%、Cr：0.03~1.0%、Mo：0.1~0.5%。

微细化元素群的Nb、V和W全都将贝氏体组织微细化，对提高疲劳 特性和成形性有效。

为了获得该效果，Nb需要添加0.003%以上、V需要添加0.001%以上、 W需要添加0.001%以上。另外，如果Nb大于0.2%、V大于0.2%、W 大于0.1%，则在钢中容易形成粗大碳化物，因此在成形时在其碳化物的界 面容易产生微小空隙，低循环疲劳特性降低。

因此，添加Nb、V和/或W时，其含量设定为Nb：0.003~0.2%、V： 0.001~0.2%、W：0.001~0.1%。

夹杂物形态控制元素群的Ca、Mg、Zr和REM全都有对硫化物进行 形态控制从而提高成形性的作用。

为了获得该效果，Ca需要添加0.0001%以上、Mg需要添加0.0001% 以上、Zr需要添加0.0001%以上、REM需要添加0.0001%以上。如果这 些元素的含量超过0.02%，则形成这些元素的粗大硫化物、团簇化了的与 氧化物的复合化合物，容易产生微小空隙。

因此，添加Ca、Mg、Zr和/或REM时，其含量设定为Ca： 0.0001~0.02%、Mg：0.0001~0.02%、Zr：0.0001~0.02%、REM： 0.0001~0.02%。

接着，对于本发明的汽车行走部件的制造方法进行叙述。

首先，将具有上述成分组成的钢板坯加热到1070℃~1300℃后，实施 将精轧结束温度设为850℃~1070℃的热轧。由此，可得到疲劳特性优异的 贝氏体组织。

当将钢板坯加热到1070℃以上时，通过使钢液凝固过程中析出的碳化 物、氮化合物、碳氮化合物在钢中固溶，能够将贝氏体中的碳化物微细地 分散，能够抑制成形时的微小空隙的产生。

如果将钢板坯加热到大于1300℃，则有时AlN在热轧工序或轧制后的 冷却工序中粗大地析出，形成损害B的淬硬性提高效果的硼化物（碳化硼、 氮化硼、碳氮化硼）。

因此，钢板坯的加热温度设定为1070℃~1300℃。

为了使微细的贝氏体大量地生成，热轧中的精轧在作为奥氏体单相且 再结晶区域的850℃以上的温度区域进行。如果精轧温度超过1070℃，则 贝氏体组织粗大化，低循环疲劳特性降低。

因此，热轧的精轧温度设定为850℃~1070℃。

其后，通过将热轧后的钢板以下述（A）式的冷却速度V（℃/秒）从 精轧结束温度冷却到500℃以下，可以使贝氏体组织有效地生成。

300/M≤V≤3000/M···（A）

其中，M＝exp{6.2（C+0.27Mn+0.2Cr+

0.05Cu+0.11Ni+0.25Mo）+0.74}···（C）

（C）式的C、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo的值为质量%。

图3表示温度和冷却速度的定义。

如果冷却开始温度低于850℃，则出现铁素体组织，有时贝氏体面分 率变为低于80%，因此冷却开始温度优选为850℃以上。另外，由于精轧 结束温度为1070℃以下，因此冷却开始温度必然为1070℃以下。

在冷却速度V（℃/秒）比由上述（A）式确定的范围大的情况下，比 贝氏体硬质的马氏体的面分率显著增加，贝氏体的组织面分率达不到80% 以上，其结果，在成形时产生微小空隙，另外，疲劳损伤局部化，因此得 不到充分的低循环疲劳特性。

在冷却速度V（℃/秒）比上述（A）式的范围小的情况下，比贝氏体 软质的铁素体和/或珠光体的生成显著增加，贝氏体的组织面分率达不到 80%以上，其结果，在成形时产生微小空隙，另外，疲劳损伤局部化，因 此得不到充分的低循环疲劳特性。

图5表示使用在实施例的发明例1中使用的钢时的（A）式和贝氏体 分率的关系。横轴为冷却速度、纵轴为贝氏体分率。

由图5可知，如果V在（A）式的范围外，则贝氏体分率变为低于80%。 由图1可明确，如果贝氏体分率低于80%，则得不到充分的低循环疲劳特 性。

即使冷却速度V在本发明的范围内，如果冷却停止温度超过500℃， 则铁素体和珠光体的分率增加，贝氏体的分率也变为低于80%。

因此，在制造用于本发明的汽车行走部件的钢板时，以满足上述（A） 式的冷却速度V冷却到500℃以下。冷却优选设为控制冷却速度的控制冷 却。

即使在常温~500℃以内的温度停止冷却，将热轧钢板在500℃以下的 温度区域保持（例如形成为卷状的热轧钢板的堆垛等），也不脱离本发明。 另外，即使在钢材或汽车行走部件的制造工序中附加以表面的修整和/或残 余应力的除去为目的的、在500℃以下的温度区域使钢板表层温度上升的 简易热处理，也不脱离本发明。

说明由得到的热轧钢板制造汽车行走部件用的电焊钢管的方法。

电焊钢管的成形用辊进行，分为弯曲主体的BD工序和拉深主体的毛 刺清除（fin pass，以下称为「FP 」）工序。对部件的低循环疲劳特性影响 大的是在成为疲劳裂纹的起点的钢材最表面产生大的弯曲应变的BD工 序。

为了得到具有充分的低循环疲劳特性的部件，需要进行造管使得在BD 工序中导入的钢材最表面的造管应变Δε变为下述（B）式的范围。

0.7t/（D-t）≤Δε≤1.2t/（D-t）···（B）

在Δε比由上述（B）式确定的范围大的情况，意味着由于纵向或周向 的弯曲回弯而导入了较多的塑性应变，生成多数的空隙，因此低循环疲劳 特性劣化。该情况下，成形后的部件的成为低循环疲劳裂纹起点的部位的 （211）面的X射线半值宽度变大。

在Δε比由上述（B）式确定的范围小的情况下，弯曲不足，在其后的 工序中形成为钢管变得困难。

图6表示使用在实施例的发明例1中使用的钢板，使Δε变化而制造制 品的情况下的（B）式和（211）面的X射线半值宽度的关系。

在Δε比由（B）式确定的范围小的情况下，弯曲不足，在其后的工序 中不能够形成为钢管，因此没有进行X射线半值宽度的测定。

在Δε比由（B）式确定的范围大的情况下，X射线半值宽度值超过5。 如后述那样，X射线半值宽度值超过5的情况，意味着可成为疲劳裂纹的 起点的位错和空隙等的缺陷较多地存在，因此不能够期待充分的低循环疲 劳特性。

在此，说明Δε的求法。

Δε的测定位置，必须在部件中与在低循环疲劳下容易产生裂纹的部位 对应。在低循环疲劳下容易产生裂纹的部位，可以通过预先采用FEM实 施刚性分析来求出。

本发明的实施例的情况下，电焊部1和容易产生裂纹的部位2成为图 4所示的位置关系，相距41mm。该情况下，采取BD前的钢板和BD后的 钢板，在与板边缘相距41mm的位置进行Δε的测定。

首先，将钢板以板厚断面埋入进行研磨，按载荷100gf的显微维氏硬 度测定最外表面的硬度。接着，用造管前的热轧钢板进行拉伸试验，测定 在各种应变量下停止了的试件的硬度，测定应变-硬度关系。然后，将BD 前和BD后的硬度值换算成应变，将该应变量的差作为Δε。

具体地讲，作为降低Δε的方法，有减小BD的轧辊孔型（roll caliber） 的曲率半径从而减少沿周向弯曲的量的方法，或者，增大纵向的辊径从而 减少纵向的弯曲回弯量的方法。

接着，对于本发明的汽车行走部件中的X射线半值宽度值的限定理由 进行说明。

本发明者们调查了采用各种制造方法试制的汽车部件的在低循环疲劳 下容易产生裂纹的部位的X射线半值宽度值和低循环疲劳特性的关系。其 结果，发现了在低循环疲劳下容易产生裂纹的部位的X射线半值宽度值和 低循环疲劳特性存在明确的相关。

图7表示X射线半值宽度值和低循环疲劳特性的关系。

X射线半值宽度的测定使用理学电气制X射线应力测定装置 PSPC-MSF型。测定在以下的测定条件下用并倾法进行。

靶：Cr-Kα/V滤波器

管电压/管电流：40kV/30mA

计数器：位置敏感型比例计数管

准直器：0.5mmφ

衍射面、面间距：（211）、

由于是使用了X射线的测定，因此得到的信息是测定部位的板厚表层 附近的信息。

在（211）面测定的原因是即使是如图4那样的弯曲了的部位也能够测 定，并且峰值强度高，因此半值宽度值的可靠性高。

由图7可知，X射线半值宽度为5以下时低循环疲劳特性总是为高的 值且稳定，但如果X射线半值宽度超过5，则低循环疲劳特性急剧地降低。

本发明者们为了调查该原因，切取X射线测定后的部件的成为疲劳裂 纹起点的部位，进行了SEM观察。其结果，在X射线半值宽度为5以下 的情况下，为点状散布微小空隙的程度，但在X射线半值宽度超过5的情 况下，可见到多数的微小空隙，并且，也发现了好几个的微小空隙合体生 长而成的空隙的集合。

本发明者们认为这些空隙是疲劳裂纹产生的直接原因，进行了各种研 讨的结果，发现了通过将难以产生空隙的组织、难以产生空隙的造管方法、 和难以产生空隙的成形条件合在一起，低循环疲劳特性飞跃性地优异。

也就是说，低循环疲劳特性可以从钢的成分组成、组织和部件的X射 线半值宽度得知。

通过钢的成分组成设为本发明中规定的成分组成，在本发明中既定的 热轧条件下制造来形成为均匀的以贝氏体为主体的组织是重要的。

部件的X射线半值宽度，由组织、造管条件和部件的成形条件的总体 来确定。通过组织形成为均匀的贝氏体主体，造管条件为（B）式所示的 条件，将BD工序中的应变量抑制为最小限度，即使是弯曲主体的成形， 空隙的产生也可抑制为最小限度，（211）面的X射线半值宽度变为5以 下。即，成为微小空隙少的低循环疲劳特性优异的部件。

再者，在低循环疲劳下容易产生裂纹的部位，一般是板厚t和外表面 曲率半径R的比R/t变为5以下的部位，因此在本发明的汽车行走部件中， R/t为5以下的部位的（211）面的X射线半值宽度规定为5以下。

另外，在低循环疲劳下容易产生裂纹的部位，可以通过预先采用FEM 实施刚性分析来求出，如果求出的部位的（211）面的X射线半值宽度为5 以下，则可以判断为即使是其他的R/t为5以下的部位，（211）面的X射 线半值宽度也为5以下。

另外，也可以实施部件的扭转疲劳试验，来特定实际产生了裂纹的部 位，在该部位测定（211）面的X射线半值宽度。

即，即使是部件中对于低循环疲劳最脆弱的部位，（211）面的X射 线半值宽度也为5以下，这是本发明的技术本质。

汽车行走部件的制造方法，优选由得到的钢管通过压制成形来制造。 压制成形方法有例如专利文献1所示那样的方法。

本发明的汽车行走部件的制造，可以应用由板厚为0.7~20mm的热轧 钢板（包括钢带）形成的钢管，优选应用抗拉强度为590MPa级、685MPa 级、780MPa级、865MPa级、980MPa级的贝氏体组织为主体的钢材。

另外，虽然不管压制成形的方法，但是如果采用液封压制等的方法将 钢管形成为汽车行走部件，则弯曲成形由于容易进行主体的成形，因此优 选。

实施例

将表1、2所示的成分组成的钢用真空熔炼炉形成为30kg的钢块。将 该钢块在表3、4所示的条件下加热后，热轧成2mm的板厚，其后进行冷 却，得到了热轧钢板。

在表1~4中，对不满足本发明的要件的值附加下划线。在表1、2中， 选择元素的空白栏表示没有添加。

表1

带下划线的值在合适的范围外                    空白栏为未添加

表2（表1之续）

空白栏为未添加

表3

表4（表3之续）

下划线为在合适的范围外

贝氏体的面分率，是将板厚断面埋入并进行研磨后，用3%硝酸乙醇 腐蚀溶液腐蚀，用光学显微镜以400倍观察显微组织，将贝氏体部分的面 积率定量化来求出的。另外，其余组织也采用同样的方法求出。

将得到的钢板造管，形成为φ80.0×t2.0的钢管，由该钢管试制了图4 所示的异形截面形状的汽车行走部件。发明例31和32，为了调查尺寸的 影响，由φ60.0×t2.0的钢管，以同样的方法试制了尺寸不同的部件。

该汽车行走部件采用与专利文献1所示的制造方法同样的方法试制。

可知该部件如果在压制成形后进行低循环疲劳试验，则在图4所示的 容易产生裂纹的部位2的部位产生裂纹，因此制造改变了曲率半径R使得 容易产生裂纹的部位2的部位的R/t值分别变为2、3、5、10的4种压制 模具，试制了汽车行走部件。

实施例的R/t值示出了以这四种模具的哪种进行了压制成形。再者， 容易产生裂纹的部位2，即使在2~10的范围改变R/t，也是该部件中R/t 最小的部位，因此可以认为进行低循环疲劳试验时产生裂纹的部位是该位 置。

Δε的值采用前述的方法求出。

另外，X射线半值宽度值，是将得到的汽车行走部件的容易产生裂纹 的部位2化学研磨后，原样地测定来求出的。装置使用理学电气制X射线 应力测定装置PSPC-MSF型。测定用并倾法进行，测定条件如下。

靶：Cr-Kα/V滤波器

管电压/管电流：40kV/30mA

计数器：位置敏感型比例计数管

准直器：0.5mmφ

衍射面、面间距：（211）、

低循环疲劳特性用疲劳寿命来评价，所述疲劳寿命是设定条件使得容 易产生裂纹的部位2的应力振幅/TS变为0.8来进行扭转图4所示的部件整 体的疲劳试验时的寿命。疲劳试验的频率为1Hz，应力条件为完全对称循 环应力从而进行。

作为良好的判断基准是疲劳寿命为6万次以上。

表3、4表示低循环疲劳试验的结果。

发明例的汽车行走部件，是构成部件的钢材的显微组织的80%以上由 贝氏体构成的均匀的组织。另外，Δε在本发明的范围内，因此造管时导入 的空隙等的缺陷少。另外，即使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为5以下，成为疲劳裂纹 的起点的部位的X射线半值宽度也小，形成为部件后空隙等的缺陷也少。 另外，由于是显微组织的80%以上由贝氏体构成的均匀的组织，因此疲劳 损伤没有局部化。而且，对于在低循环疲劳区域下的高的应力振幅，与DP 钢那样的组织相比，屈服应力高，对于循环应力的位错的滑动阻力高。因 此，发明例的汽车行走部件的低循环疲劳特性良好。

与此相对，从本发明的范围脱离了的比较例，低循环疲劳特性不佳。

比较例1由于构成部件的钢材的C含量多，因此低循环疲劳特性不佳。 认为这是由于碳化物的个数增加，在碳化物的界面容易产生微小空隙，并 且，强度也变得过高，其结果，造管时和成形时生成了多数的空隙等缺陷 的缘故。

比较例2由于Si含量多，因此低循环疲劳特性不佳。认为这是由于招 致SiO₂等夹杂物的生成，在成形时生成了多数的微小空隙的缘故。

比较例3由于Mn含量少，因此低循环疲劳特性不佳。认为这是由于 淬硬性不足从而得不到充分的贝氏体分率，成为铁素体为主体且不适合于 弯曲成形的组织，其结果，在成形时生成了多数的微小空隙的缘故。

比较例4由于P含量多，因此低循环疲劳特性不佳。认为这是由于P 在晶界浓化，使晶界的疲劳强度降低的缘故。

比较例5由于S含量多，因此低循环疲劳特性不佳。认为这是由于生 成粗大的MnS，使疲劳特性劣化的缘故。

比较例6由于Ti含量少，因此低循环疲劳特性不佳。认为这是由于 Ti含量不足因此不能够将N作为TiN固定，而是作为BN析出，由此B 的淬硬性提高效果没有发挥，得不到充分的贝氏体分率，成为铁素体为主 体且不适合于弯曲成形的组织，因此在成形时生成了多数的微小空隙的缘 故。

比较例7由于Al含量多，因此低循环疲劳特性不佳。认为这是由于生 成粗大的AlN，使疲劳特性劣化的缘故。

比较例8由于N含量多，因此低循环疲劳特性不佳。认为这是由于生 成粗大的AlN使疲劳特性劣化，进而生成BN从而B的淬硬性提高效果没 有发挥，得不到充分的贝氏体分率，成为铁素体为主体且不适合于弯曲成 形的组织，因此在成形时生成了多数的微小空隙的缘故。

比较例9由于B含量少，因此低循环疲劳特性不佳。认为这是由于B 的淬硬性提高效果没有发挥，得不到充分的贝氏体分率，成为铁素体为主 体且不适合于弯曲成形的组织，因此在成形时生成了多数的微小空隙的缘 故。

比较例10，（211）面X射线半值宽度值比本发明中规定的范围大， 低循环疲劳特性不佳。认为这是由于R/t的值为1.5、较小，因此在向部件 的成形时生成了多数的微小空隙的缘故。

比较例11，R/t的值为8、较大，低循环疲劳寿命显示了8.5万次的充 分的次数。在R/t大、成形应变小的范围下，成形时生成的微小空隙的个 数少，因此低循环疲劳特性优异是当然的。

如图2所示，可以认为在为R/t大的范围时，不仅本申请发明品，即 使以往产品也显示了充分的低循环疲劳特性。这样在为R/t大的范围时， 即使使用以往产品也可得到充分的低循环疲劳特性。

在为R/t小的范围时，以往产品不能够得到充分的低循环疲劳特性， 但本发明品能够得到充分的低循环疲劳特性，因此根据本发明，扩宽了部 件的设计自由度。

在比较例12、13、14和15中，构成部件的钢材的热轧条件在本发明 的范围外，因此低循环疲劳特性不佳。认为这是由于得不到充分的贝氏体 分率，因此在成形时生成了多数的微小空隙的缘故。

在比较例16和17中，在BD工序中导入的钢材最表面的造管应变Δε 比本发明的规定大，在造管时会导入较多的空隙等的缺陷，因此X射线半 值宽度值不满足本发明的规定，低循环疲劳特性不佳。

在比较例18中，在BD工序中导入的钢材最表面的造管应变Δε比本 发明规定的范围小，变成弯曲不足，不能够成形为管形状。因此，其后的 评价没有实施。

以上，使用实施例对于本发明进行了说明，但本发明并不限于此。另 外，本发明是不仅可应用于汽车行走部件，只要满足本发明的条件，则也 可应用于汽车的支柱、铁路、气缸等其他领域的技术。

产业上的利用可能性

根据本发明，与采用其他制造方法制造出的汽车行走部件相比，能够 制造具有极其优异的低循环疲劳特性的汽车行走部件，因此可以省略成形 后的硬质化或高强度化等的热处理。

通过热处理的省略，能够削减热处理成本，并且，由于能够防止热处 理时的氧化皮附着，因此不损害部件的外观品质，而且能够防止起因于热 处理的形状变化，因此产业上的利用可能性大。

附图标记说明

1电焊部

2（在低循环疲劳下）容易产生裂纹的部位