在汽车和工业机械等使用的渗碳机械部件中，存在由于受到冲击性弯曲负荷反复10²-10⁵次的低周弯曲疲劳而破损的部件。疲劳起点始于晶界开裂，因此有时会添加晶界强化元素B，但添加B对低周弯曲疲劳强度产生的强度提高支配机制尚不明确。本研究将疲劳破坏分为裂纹发生过程和裂纹扩展过程来进行评价。

试验用材料的化学成分如表1所示。使用了在SCM420的基准钢中添加B元素的含B钢。材料是真空熔炼?40mm的圆棒，经热锻造后，施以均热处理和正火处理，加工成疲劳试样形状。气体渗碳适当调整Cp值，使表层碳浓度为0.8%，在80℃的油中进行油冷，再进行180℃×2h的低温回火。使用50kN电液压伺服疲劳试验机，实施了悬臂梁低周弯曲疲劳试验。在负荷控制下以应力比为R=0.1、应变速度为0.1s^-1的条件下进行了试验。在应力集中部位贴上应变仪，以应变仪断裂次数作为裂纹发生次数，裂纹扩展次数是从断裂次数减去裂纹发生次数计算。

图1是疲劳试验结果（空心：裂纹发生寿命；实心：裂纹扩展寿命）。在裂纹发生次数的比较中，没有看到基准钢和含B钢的差别。另一方面，由于添加了B，裂纹扩展次数大幅度增加。由此可知，B对裂纹发生没有影响，但通过提高裂纹扩展寿命，有助于提高疲劳强度。

在裂纹发生后立即中止疲劳试验，观察了初始裂纹长度，基准钢为0.8mm，而含B钢为0.5mm。根据飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS图像）确认B的存在状况，在大于0.4mm表层侧，B作为BN存在，在更往内部向晶界偏析。也就是说，可以解释为B在表层附近对晶界强化没有贡献，所以不影响裂纹发生次数，在更内侧因为晶界强化，初始裂纹较短，裂纹扩展次数增加。（全荣）