(57)【要約】  本発明は、無段可変変速機に使用するための駆動ベルト（３）の横断要素（３２）コンポーネントであって、駆動ベルト（３）は、複数の横断要素（３２）を含み、これらの横断要素（３２）は、駆動ベルト（３）の無端の引張要素（３１）の全周に対して摺動可能に駆動ベルト（３）に含まれる、横断要素（３２）コンポーネントに関する。横断要素（３２）は、０．６０〜１．２重量％の炭素と、０．３０〜０．６０重量％のクロムとを含む炭素鋼から製造される。本発明によれば、炭素鋼は、横断要素（３２）の疲労強度を顕著かつ有利に高めるために、０．０５〜０．１５重量％の比較的少量のバナジウムをさらに含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端の引張要素（３１）と、前記引張要素（３１）上に摺動可能に取り付けられた複数の横断部材（３２）とを備える駆動ベルト（３）用の横断部材（３２）の基礎材料であって、０．６０〜１．２重量％の炭素と、０．３０〜０．６０重量％のクロムとを含む炭素鋼である基礎材料において、
０．０５〜０．１５重量％のバナジウム、好ましくは、０．１０重量％のバナジウムをさらに含むことを特徴とする、基礎材料。
【請求項２】
０．０１〜０．０３重量％のニオブをさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の基礎材料。
【請求項３】
０．００５〜０．０１５重量％の窒素をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２記載の基礎材料。
【請求項４】
０．５０〜０．８０重量％のマンガンと、０．２５〜０．５０重量％のケイ素とをさらに含むことを特徴とする、請求項１、２または３記載の基礎材料。
【請求項５】
微量の公知の夾雑物、例えば、リン、硫黄および酸素を含む可能性がある鉄のみをさらに含む、請求項１から４のいずれか１項記載の基礎材料。
【請求項６】
無端の引張要素（３１）と、前記引張要素（３１）上に摺動可能に取り付けられた複数の横断部材（３２）とを備える駆動ベルト（３）用の横断部材（３２）を製造する方法であって、前記横断部材（３２）は、請求項１から５のいずれか１項記載の基礎材料から製造され、前記基礎材料、すなわち、前記基礎材料から製造される前記横断部材（３２）は、第１の処理工程（Ｉ）のオーステナイト化と、第２の処理工程（ＩＩ）の焼入れと、第３の処理工程（ＩＩＩ）の焼戻しとを含む焼入れ硬化熱処理に供される、横断部材（３２）を製造する方法において、
前記第３の処理工程（ＩＩＩ）の焼戻しにおいて、前記横断部材（３２）を、２５０℃以上の温度、好ましくは、約３００℃に加熱することを特徴とする、横断部材（３２）を製造する方法。
【請求項７】
前記第１の処理工程（Ｉ）のオーステナイト化を、前記基礎材料の重量％での炭素含量に相当するプロセスガスに炭素分圧を結果的に生じさせる量の炭素含有ガス、例えば一酸化炭素を含む前記プロセスガス中で実施することを特徴とする、請求項６記載の横断部材（３２）を製造する方法。
【請求項８】
前記第１の処理工程（Ｉ）のオーステナイト化を、前記基礎材料の重量％での炭素含量を超えるプロセスガスに炭素分圧を結果的に生じさせる量の炭素含有ガス、例えば一酸化炭素を含む前記プロセスガス中で実施することを特徴とする、請求項６記載の横断部材（３２）を製造する方法。
【請求項９】
前記第１の処理工程（Ｉ）のオーステナイト化が完了した後に、前記横断部材（３２）の表面近くの炭素含量が、前記基礎材料の炭素含量より０．１〜０．２５重量％高いことを特徴とする、請求項８記載の横断部材（３２）を製造する方法。
【請求項１０】
前記第１の処理工程（Ｉ）のオーステナイト化を、アンモニアガスを付加的に含むプロセスガス中で実施することを特徴とする、請求項７、８または９記載の横断部材（３２）を製造する方法。
【請求項１１】
無端の引張要素（３１）と、前記引張要素（３１）上に摺動可能に取り付けられた複数の横断部材（３２）とを備える駆動ベルト（３）であって、
前記駆動ベルト（３）の前記横断部材（３２）は、請求項６から１０までのいずれか１項記載の製造方法により製造されることを特徴とする、駆動ベルト（３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端の引張要素と、その全周に沿って摺動可能に引張要素上に配置される複数の横断部材とを備える駆動ベルトの横断部材コンポーネントに関する。駆動ベルトは、自動車のパワートレーンにおける公知の可変ベルト・プーリ式変速機にａ／ｏ適用される。この特定の種類の駆動ベルトおよびその横断部材コンポーネントは、この技術分野において公知であり、例えば、国際公開第２０１７／１０８２０６号として公開されたＰＣＴ出願から公知である。
【０００２】
変速機における駆動ベルトの正確かつ耐久性のある機能のためには、横断部材が、摩耗および金属疲労の両方に抵抗性であることが不可欠である。この点において、横断部材の疲労強度は、駆動ベルトの動作中に生じる応力レベルおよび応力振幅に関して一般的に最適化されるその形状により決定されることが公知である。さらに、圧縮残留応力を、横断部材の表面層に、例えば、それらが基礎材料から切断された後に、石のタンブリングの公知のバリ取り処理に供することにより提供することができる。このような圧縮残留応力により、特に、表面欠陥による微小クラックの発生および／または成長が抑制され、このため、その疲労強度が改善することが公知である。
【０００３】
横断部材の接触面の摩耗率を、変速機の典型的な自動車用途において適切であるかまたは少なくとも許容可能なレベルに制限するために、ロックウェル硬度Ｃスケール（ＨＲＣ）で、少なくとも５８の材料硬度を有する横断部材を提供することが公知である。この硬度値は、炭素含有鋼から横断部材を製造し、横断部材を焼入れ硬化することにより実現される。横断部材基礎材料の鋼組成物中の炭素含量は、０．６０〜１．２重量％、典型的には、０．７５＋／−０．０５重量％の範囲にあり、さらに、少なくとも０．３０〜０．６０重量％のクロムを含む。ただし、典型的には、必須ではないが、横断部材の基礎材料は、０．５０〜０．７０重量％のマンガンおよび０．２５〜０．５０重量％のケイ素も含む。
【０００４】
この点に関して、実用化されている鋼規格は、ＪＩＳ  ＳＫＳ９５およびＤＩＮ  １．２００３（７５Ｃｒ１としても公知）である。例えば、ＤＩＮ  １．２００３鋼は、０．７０〜０．８０重量％の炭素、０．６０〜０．８０重量％のマンガン、０．２５〜０．５０重量％のケイ素および０．３０〜０．４０重量％のクロムを含み、残部は鉄であり、不可避的な夾雑物を含み、リンおよび硫黄の存在は、典型的には、それぞれ０．０３０重量％に明示的に限定されると特定されている。
【０００５】
横断部材の製造において適用される公知の熱処理の例は、欧州特許出願公開第１２３３２０７号明細書に提供されている。このような従来の焼入れ硬化熱処理は、その結晶構造をフェライトからオーステナイトに変態させるために、横断部材を鋼のいわゆるオーステナイト化温度以上（例えば、ＤＩＮ  １．２００３鋼組成物の場合には、±７８０℃以上）に加熱する工程と、少なくとも主として、オーステナイト相を準安定マルテンサイト相に変態させるために、その後の焼入れ工程、すなわち、横断部材を十分に急速かつ十分に低い温度、例えば、１１０℃に冷却する工程とを含む。その後、横断部材は、その延性および靭性を高め、これにより、その疲労強度を要求レベルにするために、焼戻し、すなわち、約２００℃、例えば、１８５℃の中程度の温度に約４０分間加熱する更なる処理工程に供される。焼戻し処理工程の結果、焼入れの処理工程直後の硬さと比較して、鋼の材料硬度も低下する。焼入れ硬化された鋼は、主に、マルテンサイトの微小構造または結晶構造を有するが、典型的には、オーステナイトが幾らか残存する（いわゆる「残留オーステナイト」）。
【０００６】
上記従来の焼入れ硬化熱処理の公知の最適化において、横断部材を浸炭しまたは浸炭窒化することが公知であり、それにより、横断部材は、その表面層に圧縮残留応力を与えられる。このような圧縮残留応力により、特に、表面欠陥による微小クラックの発生および／または成長が抑制されることにより、横断部材の疲労強度が改善されることが公知である。例えば、国際公開第２０１７／１０８２０６号には、横断部材に適用される公知の浸炭熱処理が記載されている。この後者の熱処理は、当該基礎材料が炭素含有ガス雰囲気中でいわゆるオーステナイト化温度以上（例えば、ＤＩＮ  １．２００３鋼の場合、±７８０℃以上）になるように横断部材を加熱する処理工程を含む。特に、このような熱処理において、ガス雰囲気のカーボンポテンシャルは、当該基礎材料の炭素含量を超える。公知の熱処理のこの後者の特徴により、横断部材の表面層は、炭素で富化される。より具体的には、０．９のカーボンポテンシャルまたは一般的に言えば、当該基礎材料の重量％での炭素含量より０．１〜０．２５高いカーボンポテンシャルが適用される。
【０００７】
浸炭窒化の場合には、窒素含有ガスも、ガス雰囲気に添加され、これにより、全ての横断部材の表面層が、炭素だけでなく窒素によっても富化される。
【０００８】
上記公知のプロセスでは、かなりの疲労強度と共に、摩耗に対してかなりの抵抗性を有する横断部材が提供される。それでもなお、横断部材の摩耗をさらに減少させかつ／または疲労強度をさらに向上させることが、この技術分野において常に望まれている。これにより、一方では、変速機全体としての頑丈さおよび耐用年数を改善することができ、他方では、変速機により伝達される駆動力を改善することができ、かつ／または変速機を小型化することができる。
【０００９】
本発明の根底には、０．０５〜０．１５重量％の驚くほど少量のバナジウムを、約０．１０重量％の最適値を有する公知の基礎材料鋼組成物に添加することにより、横断部材の疲労強度をさらに最適化することができるという発見がある。前記少量のバナジウムを基礎材料に予め加えることにより、基礎材料の疲労強度だけでなく、その加工性も改善する粒度微細化効果が得られることが観察された。特に、オーステナイト化におけるオーステナイト結晶粒の成長は、結晶粒界におけるバナジウムの存在により抑制される。このような粒度微細化により、打ち抜き加工において横断部材の切断面に形成される欠陥（いわゆる「かじり」欠陥）のサイズが効果的に小さくなる。
【００１０】
さらに、その打ち抜き加工後の横断部材の焼入れ硬化熱処理において、好ましくは、ある程度の析出硬化効果も得ることができる。このような析出硬化は、横断部材全体に分散された非常に微細な炭化バナジウムおよび／または窒化バナジウムの形成により生じる。ただし、０．０５重量％未満のバナジウムを添加した場合、このような効果はほとんど見られず、０．１５重量％超のバナジウムでは、脆性の増加等の望ましくない副作用が関連し始める。
【００１１】
さらに、本発明によれば、０．０３重量％未満の最少量のニオブを基礎材料鋼組成物に添加することにより、上述のバナジウムのプラスの効果が良好に増強される。この驚くほど少量のニオブにより、バナジウムの粒度微細化形成効果が支持されかつ増強され、横断部材全体に分散されたニオブ析出物、すなわち、炭化ニオブおよび／または窒化ニオブも形成されることが見出された。
【００１２】
さらに、本発明によれば、添加されるバナジウムおよび／またはニオブの量に関連して最適な粒度微細化および／または析出硬化効果を達成するために、焼入れ硬化熱処理自体は驚くべき様式で、繊細かつ関連して微調整される。特に、本発明によれば、焼戻しの焼入れ硬化処理工程は、２５０〜３７５℃、好ましくは、約３００℃の温度で実施される。このような比較的高い焼戻し温度では、バナジウムおよび／またはニオブ析出物は、核形成し、本発明の範囲内でそれらの最適サイズに成長する。さらに、本発明によれば、焼入れ硬化熱処理のオーステナイト化工程の持続時間も、焼戻し処理工程の持続時間も、このような析出物の形成を可能にするために延長する必要がないことが非常に有利である。例えば、焼戻し処理工程の持続時間は、従来適用されている４０分程度に近いままであることができ、すなわち、基礎材料の特定の組成に応じて、３０〜６０分の値を有することができる。好ましくは、このように改変された焼戻し処理工程は、特に、酸素を含まない保護ガス雰囲気中で実施される。
【００１３】
さらに、本発明によれば、バナジウムおよび／またはニオブ析出物は、自然に、そのコアに向かうより横断部材の表面のより近くに、より豊富にかつ／またはより粗く形成される。これは、オーステナイト化および／または焼戻しの処理工程において、周囲のプロセスガスから生じる窒素および／または炭素が局所的に豊富であるためである。横断部材のバルク全体にわたる前記析出物形成を強化するために、窒素を０．００５重量％の最小限で存在させることが、本基礎材料鋼組成物について特定されている。本発明に係る比較的高い焼戻し温度の観点からも、脆性を避けるために、窒素含量は、最高で０．０１５重量％である。このようにして、横断部材の疲労強度は、バナジウムおよび／またはニオブ析出物により最適に高められる。
【００１４】
さらに、具体的には、浸炭および浸炭窒化の前記熱処理に関して、前記少量のバナジウムを公知の基礎材料鋼組成物に添加することにより、炭化鉄ネットワークの形成も有利に抑制されることが発見された。これらの炭化鉄ネットワークは、主に、横断部材の表面近くに形成される。これは、前記表面からの炭素原子の内方拡散により、炭素原子が、比較的に局所的に豊富であるためである。これらの炭化鉄ネットワークは、横断部材の疲労強度に有害であり、特に、これらのネットワークにより、粒界疲労破壊が促進される。
【００１５】
バナジウムが、鉄よりも炭素と結合する親和性が高いのは明らかであり、その結果、炭化バナジウムは、炭化鉄に代えてまたは少なくとも炭化鉄に優先して有利に形成される。炭化バナジウムは、粒界における前記炭化鉄ネットワークより、横断部材の疲労強度に対する有害性がかなり低いことが見出された。特に、これらは、このようなネットワークを形成せず、代わりに、散乱したナノメートルサイズの析出物として形成するためである。
【００１６】
さらに、本開示によれば、横断部材の製造において典型的に適用される比較的穏やかな浸炭または穏やかな浸炭窒化の文脈において、この点で、基礎材料中の０．０５〜０．１５重量％の非常に少量のバナジウムで十分である。
【００１７】
新規の横断部材およびその提案された製造方法の上述した原理および特徴を添付の図面を参照しながら非限定的な例により以下に詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】２つのプーリと駆動ベルトとを備えた公知の無段可変変速機の一例の概略図である。
【図２】鋼横断部材と引張要素とを組み込んだ公知の駆動ベルトの概略的な断面図である。
【図３】横断部材の全体的な製造方法の一部として適用され、オーステナイト化、焼入れおよび焼戻しの工程を含む、従来の焼入れ硬化処理の３つの段階を概略的に示す図である。
【図４】３種類のオーステナイト化温度に対するオーステナイト化の処理工程における炭素活性ａＣと平衡炭素含量ＥＣＣ（重量％）との間の関係を示すグラフである。
【図５】本発明に係る横断部材の粒度微細化、欠陥サイズ低下および析出硬化効果がその疲労強度に及ぼすプラスの影響を示す、いわゆるＫｉｔａｇａｗａ図の形態のグラフである。
【図６】微小構造の粒界において炭化鉄（白色）を示す鋼サンプルの断面を撮影した図である。
【００１９】
図１は、自動車のエンジンと駆動輪との間の駆動経路に一般的に適用される公知の無段可変変速機またはＣＶＴの中心部分を示している。変速機は、２つのプーリ１，２を備える。プーリ１，２は、プーリシャフト６または７に取り付けられた一対の円錐形のプーリディスク４，５をそれぞれ備える。そのプーリディスク４，５の間には、主に、Ｖ字形の周方向プーリ溝が画定されている。各一対のプーリディスク４，５の少なくとも１つのプーリディスク４、すなわち、各プーリ１，２の少なくとも１つのプーリディスク４は、各プーリ１，２のプーリシャフト６，７に沿って軸線方向に移動可能である。駆動ベルト３は、プーリ１，２に巻き掛けられ、そのプーリ溝内に配置され、プーリシャフト６，７間での回転運動とそれに伴うトルクとを伝達する。
【００２０】
また、変速機は、一般的には、駆動ベルト３がプーリ１，２のディスク４，５間にクランプされるように、各プーリ１，２の前記軸線方向に移動可能なプーリディスク４に、そのプーリ１，２それぞれの他方のプーリディスク５に向けられて軸線方向に配向されたクランプ力を動作中に加える作動手段も備える。このクランプ力により、駆動ベルト３と各プーリ１，２との間の摩擦力が決定されるだけでなく、プーリディスク４，５間の各プーリ１，２における駆動ベルト３の半径方向位置Ｒも決定される。この半径方向位置Ｒにより、そのプーリシャフト６，７間の変速機の速度比が決定される。
【００２１】
公知の駆動ベルト３の例を、その周方向に面する断面において、図２により詳細に示す。駆動ベルト３には、平坦で薄い２セットの形態、すなわち、リボン状の可撓性の金属リング４４の形態の無端の引張要素３１が組み込まれている。駆動ベルト３は、さらに、全周に沿って引張要素３１上に取り付けられた複数の横断部材３２を備える。この特定の例では、各セットのリング４４は、横断部材３２によりその両サイド、すなわち、横断部材３２の中央部３５の軸線方向両サイドに画定された各リセスまたはスロット３３に収容される。横断部材３２のスロット３３は、全体として駆動ベルト３に対して半径方向で見て、横断部材３２の底部３４と頂部３６との間に位置している。
【００２２】
横断部材３２は、その前記底部３４の軸線方向サイドに、プーリディスク４，５と摩擦接触するための接触面３７を備える。各横断部材３２の接触面３７は、Ｖ字形のプーリ溝の角度に実質的に合致する角度φで相互に配向されている。このため、横断部材３２は、入力トルクがいわゆる駆動プーリ１に加えられると、ディスク４，５とベルト３との間の摩擦により、駆動プーリ１の回転が生じ、同様に回転する駆動ベルト３を介していわゆる被駆動プーリ２に伝達されるようにまたはその逆に伝達されるように、前記クランプ力を受け止める。
【００２３】
ＣＶＴにおける動作中、駆動ベルト３の横断部材３２コンポーネントは、プーリ１，２の各対のプーリディスク４，５間で断続的にクランプされる。このようなクランプにより、横断部材３２の底部３４が圧縮されることは明らかであるが、引張力が、横断部材３２の内部および特に横断部材３２の底部３４と中央部３５との間の移行領域に生じる。このため、横断部材３２は、摩耗を受けるだけでなく、その前記断続的なクランプにより、金属疲労荷重も受ける。
【００２４】
横断部材３２は、鋼基礎材料、例えば、７５Ｃｒ１（ＤＩＮ  １．２００３）鋼から、典型的には、打ち抜き加工により製造され、駆動ベルト３の全製造工程の一部としてこの鋼を焼入れ硬化させることが公知であり、一般的に適用されている。焼入れ硬化熱処理は、図３に模式的に示された３つの処理工程Ｉ，ＩＩおよびＩＩＩを含む。第１の処理工程Ｉにおいて、オーステナイトの結晶構造をこれらに提供する、すなわち、いわゆるオーステナイト化のために、横断部材３２のバッチが、オーブンチャンバ６０内で当該鋼のオーステナイト化温度を実質的に上回る温度に加熱される。この第１の処理工程Ｉにおいて、横断部材３２は、典型的には、中性プロセスガス、例えば、窒素、水素および炭素含有ガス、例えば、一酸化炭素の混合物中に置かれる。プロセスガス中の炭素含有ガスの量、すなわち、部分体積は、プロセスガスのいわゆるカーボンポテンシャルが処理される鋼の炭素含量に実質的に等しくなるように選択される。この場合、横断部材３２は、その表面で炭素が豊富にあるわけでもなくまたは炭素が枯渇してもいない。水素は、一酸化炭素の分解を有利に促進し、一方、プロセスガスは、酸素と反応して、水蒸気を形成することにより非酸化性のままであることを確実にする：
ＣＯ＋Ｈ２→Ｃ＋Ｈ２Ｏ    ［１］
上記分解反応［１］の平衡定数Ｋ１は、下記により定義される：
Ｋ１＝（ａＣ・ＰＨ２Ｏ）／（ＰＣＯ・ＰＨ２）    ［２］
式中、Ｐｘは、各ガス「ｘ」のプロセスガス中の分圧（体積％／１００）を表し、ａＣは、プロセスガスのいわゆる炭素活性を表す。上記分解反応［１］の平衡定数Ｋ１は、下記により近似させることができる：
１０ｌｏｇ（Ｋ１）＝−７．４９４＋７１３０／Ｔ    ［３］
式中、Ｔは、オーステナイト化温度（ケルビン）を表す。このようにして決定されたプロセスガスの炭素活性ａＣは、横断部材３２の表面における平衡炭素含量、すなわち、プロセスガスと平衡状態にある（表面）炭素含量に関連付けることができる。図４のグラフは、３つのオーステナイト化温度についての炭素活性ａＣと平衡炭素含量ＥＣＣ（重量％）との間のこのような関係を提供する。上記言及されたように、従来のオーステナイト化では、横断部材３２は、中性プロセスガス中に置かれ、その炭素活性ａＣは、図４のグラフに係る平衡炭素含量ＥＣＣが横断部材３２の基礎材料の炭素含量に実質的に等しくなるように定義される。
【００２５】
第２の処理工程ＩＩにおいて、横断部材３２のバッチは焼入れされ、すなわち、急速に冷却されて、主に過飽和マルテンサイト結晶から構成される（準安定）微細構造を形成する。この第２の処理工程ＩＩにおいて、横断部材３２の冷却は、典型的には、これらを油浴７０に浸漬することにより実現される。その後、第３の処理工程ＩＩＩにおいて、横断部材３２のバッチは、オーステナイト化され、焼入れされた後に、その延性および靭性を増大させるために、オーブンチャンバ８０内で再加熱される、すなわち、いわゆる焼戻しされる。この第３の処理工程ＩＩＩに適用される処理温度、すなわち、焼戻し温度は、第１の処理工程Ｉに適用される処理温度、すなわち、オーステナイト化温度よりはるかに低い。例えば、焼戻し温度は、空気中で実施することができるように、１８５℃度程度に低くすることができる。
【００２６】
動作中の摩耗をさらに減少させるためかつ／または横断部材３２の疲労強度をさらに向上させるために、バナジウムおよび／またはニオブを横断部材３２の鋼基礎材料に添加することが現在提案されている。特に、本発明によれば、横断部材３２の基礎材料に、比較的少量である０．０５〜０．１５重量％のバナジウムおよび／または０．０３重量％未満、ただし好ましくは、０．０１重量％超のニオブを添加することにより、その焼入れ硬化後に、より微細な粒度が有利に得られる。さらに、特に、２５０〜３７５℃の温度での焼入れ硬化熱処理の第３の焼戻し工程ＩＩＩを実施することにより、横断部材３２について析出硬化効果も得られる。
【００２７】
図５には、いわゆるＫｉｔａｇａｗａ図が含まれる。同図には、本発明の技術的教示を適用する際に実現することができる横断部材３２の疲労強度の改善が図示されている。Ｋｉｔａｇａｗａ図において、試験されたコンポーネントにおける欠陥サイズＤＳは、臨界疲労荷重ＣＦＬ、すなわち、試験されたコンポーネントの疲労破壊に最終的に至る疲労荷重ＦＬと二重対数スケールで相関される。図５において、破線は、従来の横断部材３２の臨界疲労荷重ＣＦＬｃを示す。一方、実線は、新規の横断部材３２、すなわち、本発明の技術的教示を具体化する横断部材３２の臨界疲労荷重ＣＦＬｎを示す。図５において、
−  矢印１は、横断部材３２の表面における残留圧縮応力の前記向上に関連する欠陥サイズＤＳに無関係な疲労強度の改善を示す。それによれば、完全な臨界疲労荷重線は、Ｋｉｔａｇａｗａ図において、右側にシフトする；
−  矢印２は、主に横断部材３２の材料硬度の前記向上に関連する比較的小さい欠陥についての更なる疲労強度の改善を示す。それによれば、臨界疲労荷重ＣＦＬの曲げ点は、Ｋｉｔａｇａｗａ図において、上方および右側にシフトする；
−  矢印３は、基礎材料の前記粒度微細化に関連する欠陥サイズの減少による間接的な疲労強度の改善により、その加工性が改善することを示す。
【００２８】
上記された焼入れ硬化熱処理の公知の変形例では、横断部材３２は、これらを浸炭しまたは浸炭窒化することによりさらに強靭化される。これらの場合、オーステナイト化におけるプロセスガス中の炭素含有ガスの量、すなわち、部分体積は、得られる炭素活性ａＣが鋼基礎材料の炭素含量より高い平衡炭素含量ＥＣＣ（図４を参照のこと）に対応するように選択される。その結果、横断部材３２は、その表面において炭素で富化される。特に、平衡炭素含量ＥＣＣは、基礎材料の重量％での炭素含量より０．１〜０．２５高く、例えば、０．７５重量％の炭素を含有する鋼基礎材料については０．９に設定される。
【００２９】
浸炭の前記熱処理においてまたは浸炭窒化の間に、炭化鉄ネットワークが、鋼基礎材料の粒界に形成される場合があることが発見された。図６は、粒界に白色に現れる炭化鉄析出物を伴うこのような微小構造のかなり極端な例を提供する。本発明によれば、このような炭化鉄ネットワークは、粒界疲労破壊を促進し、好ましくは、鋼基礎材料中にバナジウムを上記定義された量で含ませることにより回避されるべきである。バナジウムは、鉄の代わりに炭素と結合し、炭化鉄の形成を効果的に抑制する。これらの炭化バナジウムは、粒界における炭化鉄のより大きなネットワークとしてではなく、散乱した、ナノメートルサイズの析出物として有利に形成される。
【００３０】
本発明は、前述の説明の全体および添付の図面の全ての詳細に加えて、添付の特許請求の範囲の全ての特徴にも関連し、それらを含む。特許請求の範囲における括弧付きの参照符号は、その範囲を限定するものではなく、単に、各特徴の非拘束的な例として提供される。特許請求される特徴は、場合によっては、所定の製品または所定の方法において別々に適用することができるが、２つ以上のこのような特徴の任意の組み合わせを適用することも可能である。
【００３１】
本発明は、本明細書で明示的に言及された実施形態および／または例に限定されず、その修正、改変および実用的な適用、特に、当業者が想到する範囲内にあるものも包含する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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