在圖1中，假定點(diǎn)Pc所在的垂直于邊的截面CS。圖2是截面CS的示意圖。在截 面CS中，假定以角的點(diǎn)Pc為中心的半徑Imm的假想圓VC。在截面CS中，將與以點(diǎn)Pc為中 心的假想圓VC重疊的區(qū)域定義為部分區(qū)域Ac。求出部分區(qū)域Ac的面積OA (mm2)。在本例 中，部分區(qū)域Ac的面積OA= 3i/4(mm2)。進(jìn)一步求出部分區(qū)域Ac內(nèi)的表面長(zhǎng)度SL(mm)。 在本例中，部分區(qū)域Ac在表面上具有以點(diǎn)Pc為頂點(diǎn)的2條邊。因此，部分區(qū)域Ac的表面 長(zhǎng)度SL = 2 (mm)。因此，F(xiàn)I如下所述來(lái)計(jì)算。
[0047] FI = 0A/SL = π /8 = 0. 39 (mm) < 0· 7 (mm)
[0048] 因此，圖1中的包括點(diǎn)Pc的邊緣表面部分為"邊緣部"。
[0049] 通過(guò)以上的方法，將邊緣表面部分中距離由滿足式（1)的多個(gè)點(diǎn)的集合所構(gòu)成的 邊Imm以內(nèi)的部分定義為邊緣部。
[0050] 另外，圖1中的頂點(diǎn)部1包括由3個(gè)面形成的頂點(diǎn)和距離頂點(diǎn)Imm以內(nèi)的表面部 分。將除了頂點(diǎn)部和邊緣部以外的表面部分定義為"平坦部"（圖1中的附圖標(biāo)記3)。
[0051] 圖3為滲碳部件的一個(gè)例子的齒輪的齒附近部分的立體圖。齒輪可以是外齒輪， 也可以是內(nèi)齒輪。在圖3所示的齒中，齒尖具有包括頂點(diǎn)10的4個(gè)頂點(diǎn)部。另外，邊2從 頂點(diǎn)10向齒底延伸。邊2在齒根處彎曲。著眼于距離頂點(diǎn)10超過(guò)Imm且距離邊2在Imm 以內(nèi)的區(qū)域、即邊緣表面部分。在包括邊2上的任意的點(diǎn)Pc、且與邊2垂直的截面CS中，滿 足式（1)。因此，包括點(diǎn)Pc的邊緣表面部分為邊緣部。邊緣表面部分的邊2中，距離由滿足 式（1)的點(diǎn)構(gòu)成的邊部分Imm以內(nèi)的區(qū)域相當(dāng)于"邊緣部"。
[0052] 在圖3的滲碳部件中，4個(gè)頂點(diǎn)部和邊緣部以外的表面部分相當(dāng)于平坦部3。
[0053] 通過(guò)以上的方法，在滲碳部件的表面上，可以劃分為頂點(diǎn)部、平坦部和邊緣部。
[0054] 包括發(fā)生過(guò)量滲碳的邊緣部的表層部分（稱為邊緣表層部）中，由于碳濃度高，因 此滲碳體析出和生長(zhǎng)，容易變得粗大。粗大的滲碳體容易成為裂紋發(fā)生的起點(diǎn)。因此，在滲 碳部件的尤其是邊緣表層部中，彎曲疲勞強(qiáng)度降低。
[0055] (B)如果降低滲碳部件整體的碳含量，則不容易發(fā)生邊緣表層部中的過(guò)量滲碳。然 而，在該情況下，由于包括平坦部的表層部分（以下稱為平坦表層部）的碳濃度也降低，因 此平坦表層部的彎曲疲勞強(qiáng)度降低。因此，并非減低邊緣表層部的碳濃度，而是抑制邊緣表 層部中的粗大滲碳體的發(fā)生，在滲碳部件的彎曲疲勞強(qiáng)度的提高上是有效的。
[0056] (C)微細(xì)滲碳體不容易影響彎曲疲勞強(qiáng)度。如果將邊緣表層部析出的滲碳體微細(xì) 化，則能夠抑制粗大滲碳體的發(fā)生，還可以提高彎曲疲勞強(qiáng)度。
[0057] 圖4所示為滲碳部件的邊緣表層部?jī)?nèi)的滲碳體的長(zhǎng)度（μπι)與4點(diǎn)彎曲疲勞強(qiáng)度 (MPa)的關(guān)系圖。圖4基于由下述實(shí)施例中記載的4點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)獲得的結(jié)果。圖4中 的區(qū)域200的點(diǎn)均為邊緣表層部中的滲碳體的長(zhǎng)度為5. 0 μπι以上時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果。
[0058] 4點(diǎn)彎曲疲勞強(qiáng)度為滲碳部件中邊緣表層部的彎曲疲勞強(qiáng)度的指標(biāo)。在本文中，將 邊緣表層部定義為從邊緣部起至深度80 μ m的范圍。參照?qǐng)D4,邊緣表層部中的滲碳體的長(zhǎng) 度為3. 0 μπι以下時(shí)，與邊緣表層部的滲碳體長(zhǎng)度超過(guò)3. 0 μπι的情況（區(qū)域200的點(diǎn)的情 況下）比較，4點(diǎn)彎曲疲勞強(qiáng)度顯著增高。因此，通過(guò)將邊緣表層部的滲碳體微細(xì)化，滲碳部 件的邊緣表層部的彎曲疲勞強(qiáng)度增高。
[0059] (D)邊緣表層部中的滲碳體長(zhǎng)度為3. 0 μπι以下，即使?jié)B碳體是微細(xì)的，如果滲碳 體的析出量太少，則邊緣表層部的彎曲疲勞強(qiáng)度也有可能較低。如果滲碳體的析出量太少， 則基體中的碳濃度較高。如果碳濃度太高，碳在晶界偏析，減低了晶界強(qiáng)度。因此，邊緣表 層部的彎曲疲勞強(qiáng)度降低。因此，優(yōu)選析出較多的滲碳體長(zhǎng)度為3 μπι以下的微細(xì)滲碳體。
[0060] 具體而言，如果邊緣表層部中的滲碳體百分率為5?15%，則基體的碳濃度充分 降低，邊緣表層部的彎曲疲勞強(qiáng)度增高。在本文中，滲碳體百分率如下所述定義。觀察用上 述的方法確定的截面CS內(nèi)的包括邊緣部的邊緣表層部?jī)?nèi)的任意的5個(gè)視野（區(qū)域）。觀察 使用將倍率設(shè)定在10000倍的掃描型電子顯微鏡（SEM)。在各視野中，測(cè)定滲碳體的面積率 (=滲碳體的總面積/視野的總面積X 1〇〇)。將所測(cè)定的滲碳體的面積率的平均值（即，5 個(gè)滲碳體面積率的平均值）定義為滲碳體百分率（％ )。
[0061] (E)為了提高包括平坦部的部分的彎曲疲勞強(qiáng)度，將從平坦部起至深度0. 05mm的 表層部（以下稱為平坦表層部）的碳濃度設(shè)定為按質(zhì)量％計(jì)〇.7%以上且低于1.0%。圖 5所示為平坦表層部的碳濃度（％)與小野式旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞強(qiáng)度（MPa)的關(guān)系圖。圖5基 于下述實(shí)施例中記載的小野式旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)所獲得的結(jié)果。
[0062] 小野式旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞強(qiáng)度為平坦表層部的彎曲疲勞強(qiáng)度的指標(biāo)。參照?qǐng)D5,平坦表 層部的碳濃度為〇. 7%以上時(shí)，與平坦表層部的碳濃度低于0. 7%的情況比較，彎曲疲勞強(qiáng) 度顯著增高。因此，通過(guò)將平坦表層部的碳濃度設(shè)定為0.7%以上且低于1.0%，可以提高 平坦表層部的彎曲疲勞強(qiáng)度。
[0063] (F)為了將平坦表層部的碳濃度設(shè)定為0.7%以上且低于1.0%且將邊緣表層部 的滲碳體的長(zhǎng)度設(shè)定為3. 0 ym以下，在真空滲碳處理的擴(kuò)散工序后的冷卻工序中，將滲碳 部件的冷卻速度設(shè)定為3. 5°C /秒以上。通過(guò)設(shè)定該冷卻速度，滲碳部件的組織相變，形成 珠光體、貝氏體、或者馬氏體。
[0064] 此外，在真空滲碳處理后（S卩，冷卻工序后），將滲碳部件再加熱，進(jìn)行淬火。此時(shí)， 將淬火溫度減低至800?900°C。邊緣表層部的顯微組織為珠光體或貝氏體的情況下，再加 熱時(shí)，鋼中的滲碳體開(kāi)始熔解，滲碳體被分割。因此，在邊緣部形成了微細(xì)的滲碳體。邊緣 部的顯微組織為馬氏體的情況下，馬氏體相變，生成了微細(xì)的滲碳體。
[0065] 如以上所述，通過(guò)將擴(kuò)散工序后的冷卻速度設(shè)定為3. 5°C /秒以上，進(jìn)而將淬火工 序中的淬火溫度設(shè)定為800?900°C，抑制了粗大的滲碳體的生成，邊緣表層部的滲碳體的 長(zhǎng)度達(dá)到3. 0 μπι以下。此外，如果是適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)組成，則根據(jù)上述冷卻速度使邊緣表層部 的滲碳體百分率為適當(dāng)?shù)牧俊?br>[0066] 詳細(xì)描述根據(jù)以上的認(rèn)識(shí)完成的本實(shí)施方式的滲碳部件。
[0067] [滲碳部件的構(gòu)成]
[0068] 本實(shí)施方式的滲碳部件通過(guò)對(duì)鋼材實(shí)施真空滲碳處理來(lái)制造。
[0069] [鋼材的化學(xué)組成]
[0070] 鋼材具有如下的化學(xué)組成。
[0071] C :0.10 ?0.30%
[0072] 碳（C)提高滲碳部件的芯部的強(qiáng)度。如果C含量太低，不能有效地獲得上述效果。 另一方面，如果C含量太高，熱加工（熱軋、熱鍛等）后的鋼材的強(qiáng)度過(guò)度增高，切削性降 低。因此，C含量為0. 10?0. 30%。C含量的優(yōu)選下限高于0. 10%，更優(yōu)選為0. 12%，進(jìn)一 步優(yōu)選為〇. 15%，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 17%。C含量的優(yōu)選上限低于0. 30%，更優(yōu)選為0. 26%， 進(jìn)一步優(yōu)選為0. 24%。
[0073] Si :0.05 ?0.8%
[0074] 硅（Si)提高鋼材的淬透性和回火軟化阻力，提高彎曲疲勞強(qiáng)度和面疲勞強(qiáng)度。如 果Si含量太低，則不能有效獲得上述效果。另一方面，如果Si含量太高，滲碳處理后的鋼材 的過(guò)量滲碳部中的滲碳體的析出被抑制，基體的碳濃度增高。結(jié)果，鋼材的彎曲疲勞強(qiáng)度減 低。因此，Si含量為0.05?0.8%。Si含量的優(yōu)選下限高于0.05%，更優(yōu)選為0.1%，進(jìn)一 步優(yōu)選為〇. 15 %。Si含量的優(yōu)選上限低于0. 8 %，更優(yōu)選為0. 55 %，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 35 %。
[0075] Mn :0.3 ?2.0%
[0076] 錳（Mn)提高鋼材的淬透性和回火軟化阻力，提高彎曲疲勞強(qiáng)度。如果Mn含量太 低，則不能有效地獲得上述效果。另一方面，如果Mn含量太高，則熱加工后的鋼材的強(qiáng)度變 得過(guò)高，切削性減低。因此，Mn含量為0.3?2.0%。Mn含量的優(yōu)選下限高于0.3%，更優(yōu) 選為0. 4%，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 5 %。Mn含量的優(yōu)選上限低于2. 0 %，更優(yōu)選為1. 5 %，進(jìn)一步 優(yōu)選為1. 1%。
[0077] P :0.06% 以下
[0078] 磷（P)是雜質(zhì)。P是在晶界偏析，將晶界脆化。因此，P降低鋼材的彎曲疲勞強(qiáng) 度和面疲勞強(qiáng)度。P含量?jī)?yōu)選盡可能低。因此，P含量為0.06%以下。優(yōu)選的P含量低于 0. 06 %，更優(yōu)選為0. 03 %以下。
[0079] S :0.006 ?0.1%
[0080] 硫（S)與Mn鍵合而形成MnS，提高鋼材的切削性。如果S含量太低，則難以獲得上 述效果。另一方面，如果S含量太高，形成粗大的MnS，鋼材的彎曲疲勞強(qiáng)度和面疲勞強(qiáng)度降 低。因此，S含量為0.006?0.1%。S含量的優(yōu)選下限高于0.006%，更優(yōu)選為0.01%。S 含量的優(yōu)選上限低于〇. 1 %，更優(yōu)選為〇. 06 %，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 03 %。
[0081] Cr :0.5 ?3.0%
[0082] 鉻（Cr)提高鋼材的淬透性和回火軟化阻力，提高鋼材的彎曲疲勞強(qiáng)度和面疲勞 強(qiáng)度。Cr進(jìn)一步促進(jìn)微細(xì)滲碳體的析出。如果Cr含量太低，則很難獲得上述效果。另一方 面，如果Cr含量太高，則高溫滲碳時(shí)滲碳部件的邊緣表層部過(guò)量滲碳。此外，熱加工后（熱 軋和熱鍛）的鋼材的