細径シャフトSUS(ステンレス）に変わる折れにくい材料

φ１～２ｍｍですと、ご考察の通り焼入れはやめた方がいいです。
折れないためには硬い表層と靭性のある内部の両方が必要ですが、焼入れ硬化層は少なくとも０．５ｍｍほどは入るので、小径では焼が入ってなくて靭性の高い中心部のサポートはなくなります。

一度ニューカナックを試してはどうでしょう？
これだと硬化層はごく表層にとどまるのと同時に、ピーニングで圧縮残留応力が高まります。

材質はむしろメーカーにアドバイスをもらった方がいいと思います。

ちょっと言葉足らずと思いましたので、身内の恥をさらしますと・・・

・φ４のピンを高周波焼入れしたものはちょっとした衝撃でポキポキ折れました
・浸炭焼入れ品の歯車に太いシャフトを通そうとして、肉厚が４ｍｍほどまで削ったらすぐ割れました

という経験があるので、うちでは、衝撃荷重がかかるものへの焼入れは慎重に設計してます。
（別にぜったいだめ、というわけではありません）

なお、カナックはＳＵＳの硬化処理として、うちではちょくちょく利用してます。（一品ものです）

こんな表面処理があります。

http://www.awi.co.jp/nv/nvpionite/nvpionite.html

少量だと難しいかもしれませんが。

負荷の状況からバネ系の材料を使用した方が良いのではないでしょうか。
一般的にバネに使用される材料は、弾性限度、疲労限度が大きいものですので
一度検討してみたらいかがでしょうか。

バネで使用される材料としては
バネ鋼：SUP
ピアノ線：SWP
ステンレス：SUS302,304,316,630,631
などでしょうか。

また、切り欠きやノーズRの所で折れているとしたら、Rを大きくするなどの対応も必要と思います。

誰も析出硬化系ステンレスに振れないので私も酸化☓参加しよう。まづ・・・
両振りの繰り返し荷重の安全率は最小引張強さを基準とした場合には約 8です
SUS303 σt=520 N/mm2　とするなら、σs=520/8=65 N/mm2 となってしまう。

これはオーステナイト系ステンレスの一般的な疲労限度σw≒235 N/mm2と比べ
ても相当に安全側に見える。先の安全率が確立した古来の設計当時には疲労等
も明確に解明されていなかった頃である。然しながら其れを決めるのが設計者

設計的には実際に作用する応力振幅にとり、修正グッドマン線図などを使って
最適な安全率は何処にあるかを探らねば、誰にも折れないと断定などできん。
また一般的なことしか言えんが析出硬化系ステンレスSUS630という特殊な材質
がある。降伏点が最大で、1175/205≒5.7 倍も上がるので効果は抜群だろう。

この材質が優れているのはマルテンサイト系のように高温の焼入れが必要なく
熱処理による変形が少ないことや防錆の点でも優れている点ある。しかし、だ
現実に私が使ったことがあるのは一度だけ。耐摩耗+耐錆として使用したが。

回答(2)さんに賛成です。
もともとの繰り返し荷重を低減することが寿命を延ばす最短経路でしょう。