JPH01152254A - だんだんに変化した多相のオキシ浸炭材料系及びオキシ浸炭浸窒材料系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は特にオキシ浸炭材料及びオキシ浸炭浸窒材料、
特に耐火性金属合金に関する。

［従来の技術］ ある種の金属及び合金の浸炭、窒化及び浸炭浸窒はこれ
までに提案されてきている。ある種の窒化合金において
は、窒素ピックアップの２５％までが酸素又は硼素又は
これらの混合物によって置換されていてもよい、更に、
本発明で用いられる幾種類かの未反応合金（基礎金属合
金又は基体合金）が当該技術で知られている。しかしな
がら、従来技術の組成物は、後記するような硬度又は耐
摩耗性、耐食性及び比較的微細な結晶粒度の優秀な組み
合わせを持つ本発明のだんだんに変化する多相組成物又
はミクロ組織を示さない。

耐火性金属合金とは反応性である故に普通には避けられ
ている、殊に、酸素はＩＶ−Ｂ族金属中の侵入型元素で
ある。これらの材料中に重大な汚染及び脆化と共に嵩高
で、多孔質で又は液体でさえある酸化物をもたらすこと
は知られている。

タンタル及びニオブの合金の種々の特性に対する酸素の
影響はＧ、Ｌ、Ｍｉｌｌｅｒ、　”Ｔａｎｔａｌｕｍ　
ａｎｄＮｉｏｂｉｕ＋ｓ”　（１９３９）　Ａｅａｄｅ
ｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ　：　Ｆ　。

Ｔ、５ｉｓｃＯ及びＥ、Ｅｐｒｅ＋ｍ１ａｎ、　”Ｃｏ
ｌｕｍｂｉｕ論ａｎｄＴａｎＬａｌｕａ＋″（１９６３
）　Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　ａｎｄ　５ｏｎｓに証拠提
供されている。これらの金属の酸素汚染を避けるか又は
低下させる試みとして、化学処理、電子ビーム溶融及び
溶接、消耗性電極アーク溶融、熱処理での高真空（１０
−’ｔｏｒｒ以上）の使用、酸洗い又は酸エツチングに
よる化学洗浄、及び高温での酸化を避けるための保護被
膜の使用がある。

［発明が解決しようとする課題］ それとは対照的に、本発明に従って、炭素との又は炭素
及び窒素との組み合わせで分別のある旦の酸素を用いる
と、反応帯域及びその下に横たわる基体中の硬度及び硬
化深さ、耐食性、及び比較的微細な結晶粒度の独特且つ
顕著な組み合わせを持つだんだんに変化したミクロ組織
の製品が提供されることが見いだされている。従って本
発明は前記参照特許によって示された従来技術を材料特
性の点で改良するだけでなく、当該技術で今までに認識
されていたよりも多数の合金形成金属の使用を可能にす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は特にオキシ浸炭材料及びオキシ浸炭浸窒材料、
特に耐火性金属合金に関し、それらはだんだんに変化し
たミクロ組織を特徴とし、且つ比較的Ｖ＆細な結晶粒度
との組み合わせで優秀な耐摩耗性及び耐食性を示すこと
を特徴とする。そのような材料はその上に多相であると
して特徴づけられる；即ちそれらは少なくとも２つの相
を含み、その１つ以上の相が炭素、酸素又は窒素に富ん
でいてセラミック様の特徴を示し、またその他の相が主
とて金属であって金属様の特徴を示す、そのような材料
はミクロ組織、硬度、及び酸素及び炭素の濃度又は酸素
、炭素及び窒素の濃度の何れが一方の点で表面から内側
方向に連続的にだんだんに変化している。そのセラミッ
ク様相は表面で最高の濃度であり、そして内側方向に移
動するにつれて減少する。そのようなだんだんの変化及
び所望の特性を得ることを必要とする合金は二元、三元
又はより複雑な耐火性金属合金を包含する。セラミック
様相によって取り囲まれている金属コアー、並びに金属
マトリックスは複合材料に望ましい特性、例えば良好な
伝熱性、強度及び耐熱応力を付与する。ここに記載のよ
うな耐火性金属合金を用いると、特に浸炭鉄金属及び現
時点の技術水準の窒化、浸炭及び浸炭浸窒の耐火性金属
合金に比較して、耐摩耗性、耐食性及び結晶粒度のｇＪ
１著な組合せが生じることになる。

本発明に従ってオキシ浸炭されるか又はオキシ浸炭浸窒
される合金は、元素周期表のＶ−Ｂ族金属（タンタル、
ニオブ及びバナジウム）の耐火性金属合金であって、Ｖ
−Ｂ族元素が合金組成物中の主要元素である広範囲の耐
火性金属合金を包含することができる０合金はＩＶ−Ｂ
族の反応性金属（チタン、ジルコニウム及びハフニウム
）、又はＶｒ−Ｂ族の耐火性金属（モリブデン、タング
ステン及びクロム）のいずれかの所定添加物、又は最も
好ましくはＩＶ−Ｂ族金属及びＶＩ−Ｂ族金属の両方を
含有することができる。酸素、炭素及び窒素と反応する
ことが出来ても出来なくてもよいその他の元素、例えば
イツトリウム、レニウム等は少割合量の添加物又は随伴
残留不純物として合金中に存在していてもよい、商業的
に製造された現時点の技術水準の入手できる多数の耐火
性金属合金を包含する上記で挙げた合金系をオキシ浸炭
するか又はオキシ浸炭浸窒する時には、後記する顕著な
特性及び関連したミクロ組織を持つ材料が生じることに
なることが発見された。

米国特許第３，５４９．４２７号及び第３．５４９．４
２９号には、組成合金が特定三元図上の多角形境界線の
範囲内にあるとして示されており、且つこれらの特許に
記載されているような満足な窒化材料について確立され
た基準に合格する多数の追加の耐火性金属合金組成物が
開示されており、その開示は参照文として本明細書に含
まれるものとする０本発明のオキシ浸炭処理及びオキシ
浸炭浸窒処理は、硬度、耐食性及び比較的微細な結晶粒
度の顕著な組み合わせを持つだんだんに変化した多相の
材料を達成するために上記のような合金組成物と共に用
いることができる。米国特許第３．７１３，９０７号も
参照される。

本明細書において、用語“相”及び゛多相”は、冶金の
実務において普通に用いられている通りに用いられる。

“相”は材料系の物理的に均一で且つ他と区別できる部
分を意味し、また″′多相”は２揮以上の共存する相を
呼称する。用語゛だんだんに変化した”も同様に、上記
で及び参照特許で記載されているその普通の意味で用い
られる。

本発明の好ましい実施態様においては、前記で概説した
ある種の耐火性金属合金系をオキシ浸炭するか又はオキ
シ浸炭浸窒する０本発明の例証としてオキシ浸炭される
か又はオキシ浸炭浸窒されるある特定の商業的に入手で
きる耐火性金属合金としては次のものがあるニ ドリボコール５３２　　Ｃｂ−３０Ｔ　１−２０Ｗフア
ンスチール ゛８５″メタル　　　Ｃｂ−２８Ｔａ−１０，５Ｗ−０
，９ＺｒＣｂ　−７５２Ｃｂ−１０Ｗ−２，５２ｒＣ−
１０３Ｃｂ−１０Ｈｆ−ＩＴｉ Ｔａ　−１０Ｗ　　　　　Ｔａ−１０Ｗそれらの合金は
慣用の電子ビーム溶融又は消耗電極アーク溶融、あるい
はこれらの組み合わせによってインゴットを製造するこ
とによって調製された。金属を脱酸する目的で、存在す
るいずれかの酸素と結合させるために時にはイツトリウ
ム又は稀土類金属の少量の添加物を溶融物中に含ませる
。特定の合金について用いられる慣用の商業的技術によ
ってインゴットからミル製品を製造した。

一酸化炭素雰囲気中で、又は−酸化炭素含量が１〜９９
容量％の範囲内である一酸化炭素とアルゴンとの雰囲気
中で合金試験片をオキシ浸炭した。ある実験においては
、−酸化炭素の一部又は全部を二酸化炭素で置き換えた
。ある実験においては、水蒸気をその雰囲気中に注入し
、これらの場合には酸素源の一部として役立てた。加え
て、反応深さ中の炭素の富化を提供するためにオキシ浸
炭性ガス雰囲気にメタン（ＣＨ，）のような炭化水素ガ
スの制御された添加を行うことができる。従って、基体
の反応深さ中に導入することのできる酸素及び炭素の量
に関してオキシ浸炭処理は広い融通性を持つ、従って、
オキシ浸炭プロセスの雰囲気組成、温度、時間及びその
他のプロセスパラメーターを、反応帯域中に酸素含量よ
りも高い炭素含量をもたらすように選択して、最終複合
体中に最適の特性を達成するためにこれらの元素を所望
の特定濃度に制御することができる。又は、所望ならば
、逆に、酸素含量を炭素含量よりも高くてもよい。

また、雰囲気組成が１〜９９容量％の一酸化炭素と残余
量の窒素である一酸化炭素と窒素との雰囲気中で合金試
験片をオキシ浸炭浸窒した。同じく、ある実験において
は、−酸化炭素の一部を置換するために二酸化炭素又は
水蒸気のいずれかを添加した。最初に、前節で記載した
ようにして材料をオキシ浸炭し、次いでそのオキシ浸炭
した材料を窒素雰囲気中で窒化することによって、又は
逆に、最初に窒化し、次いでオキシ浸炭することによっ
て、オキシ浸炭浸窒を逐次的に実施することもできる。

窒素プラス水蒸気、酸素又は空気の雰囲気中で材料をオ
キシ窒化し、次いで浸炭するか又はオキシ浸炭すること
、又はこの技術の逆はその他の任意のオキシ浸炭浸窒法
である。前記したように、オキシ浸炭処理について、炭
素富化を達成するためにオキシ浸炭浸窒雰囲気に炭化水
素ガスを添加することができる。従って、オキシ浸炭浸
窒法はまた広い融通性を持ち、それで導入された元素の
酸素、炭素及び窒素の所望の比及び濃度を達成すること
ができる。所望ならば、これらの３種の元素のいずれか
がそれらの内で最大、中間又は最低の濃度を持つことが
でき、各々がそのオキシ浸炭浸窒部分の反応深さ中に所
望の含量で存在する。

合金試験片のオキシ浸炭処理又はオキシ浸炭浸窒処理を
グラファイトサセプター（ｓｕｓｃｅｐＬｏｒ）を持つ
商業的誘導炉で実施した。試験片を、担持したその炉を
空にし、所望のガス組成物を充填し、所望の温度（典型
的には１６４９〜１８７１℃（３０００〜３４００°Ｆ
）ｌにし、そして所望の酸素プラス炭素のピックアップ
、又は酸素プラス炭素プラス窒素のピックアップを作る
ために所望の時間（典型的には４〜２４時間）保持し、
次いで大気下で冷却した。

その処理した試験片を多数の実験技術によって評価した
０重量増加をシート又はプレート試験片で求めた。ミク
ロ組織を調べ、硬化深さについての微小硬度トラバース
を研摩した又は研摩しそしてエツチングした横断面で実
施した。Ｂ素、炭素及び窒素の含量についての化学分析
を処理した合金のワイヤ試験片で行った。溶融アルミニ
ウム中でのぬれ試験、塩化水素酸プラス弗化水素酸中で
の及び沸１！７０％ＶＲ酸中での耐食試験、及び空気雰
囲気中での幾種類かの所定の高温での耐酸化試験につい
てはその他の処理した試験片を用いた。

本発明の合金系のオキシ浸炭した及びオキシ浸炭浸窒し
た有用な複合材料を製造するためには、酸素プラス炭素
、又は酸素プラス炭素プラス窒素のピックアップが少な
くとも１　ｍｙ／ｃｍ”＜表面層）でなければならず、
より多旦が好ましいことが見いだされている。加えて、
表面での微小硬度が少なくとも１０００ＤＰＮ　（ダイ
ヤモンドピラミッド数）であるべきであり、またそのよ
うな硬度が発現する反応深さは少なくとも０．ｃｍ１１
１１（０，０００４ｉｎ）であるべきである０本発明の
合金系のオキシ浸炭した又はオキシ浸炭浸窒した複合材
料を次いで硼素化することによって表面層の硬度を更に
実質的に増加させ且つ摩擦係数を著しく減少させること
ができる０表面からの硼素に富んだ反応深さは少なくと
も約１μｍ（０，００１ｘｍ）、より好ましくは約３μ
ｍ（０，００３ｚｚ）であるべきである、そのような硼
素化材料の表面での硬度は典型的には約３８００ＤＰＮ
である。

実施例１ １　５．２４Ｘ２５．４Ｘ４．７５翔−（０，６Ｘ１゜
ＯＸｏ、１８７ｉｎ）の寸法を持っＣｂ−３０％Ｔｉ−
２０％Ｗ合金の試験片をグラファイトサセプターを持つ
誘導炉中、Ａｒ−１０ｖ１０（容量％）Ｃ０の制御され
た雰囲気中、ゲージ圧０　、１４　ｋｇ／ｃｘ２（２ｐ
ｓｉｇ）の圧力で加熱した。試験片の温度を３０分間に
わたって室温から１９２７℃（３５００”Ｆ）に規則的
に上昇させ、その試験片をその温度で４時間保持し、そ
の後に炉の電力を切り、そしてそのシステムを数時間か
がって室温に冷却しな、試験片は均一な黒色を持ってお
り、また重量変化を測定したところ表面ｆｆ（ｃｍ”当
たり５０．１１ｇの増加を示した。その研摩した横断面
について１００ｙの負荷でダイヤモンドピラミッドイン
デンターを用いて微小硬度の測定を実施した。第１図中
の上方の曲線によって示されている、表面からの距離の
関数としての硬度勾配を得た。第１図中の下方の曲線は
窒素のみと同じ吸収水準まで反応した同一の合金につい
ての硬度トラバースを示している。Ｎ２とよりもＣＯと
反応した時には、硬度水準及び高硬度の達成される深さ
にかなりの増加があることが認められる。

その材料系のミクロ組織も試験して、２種の異なった処
理から生じる基体の結晶粒度及び勾配に著しい相違を知
った。ＣＯ中で処理した試験片（第２図）は窒化した同
じ合金（第３図）と比較するとき比較的ｖ＆細な結晶粒
度を示す、浸炭したｒＲ細結晶化材料はより大きな等方
性及びより良好な破砕靭性を示すことが期待される。

実施例２ Ｃｂ−２８％Ｔａ−１０，５％Ｗ−０，９％Ｚ「の合金
を１００％ＣＯの雰囲気中、１８９９℃（３４５０″Ｆ
）で４時間反応させた。研摩しなＷｔ凹断面調べた微小
硬度は第４図に描いた新型の硬度勾配を示した。この材
料は、５０　ｚｇ７ｃｍ２の吸収水準まで窒素単独と反
応したＣｂ−３０％Ｔ　ｉ　−２０％Ｗ合金と比較する
時に、より高い表面硬度を持つが、しかし類似のだんだ
んに変化する性質を持っていた。この水準の硬化及び望
ましいだんだんの変化が表面Ｍｃｚ”当たり葎かに１８
．１．ｍｇの吸収水準までＣＯのみと反応した上記Ｃｂ
　−Ｔ　ａ　−Ｗ−Ｚｒで生じたことに留意すべきであ
る。更に、この合金を窒素のみと反応させる時には、下
方に急に変わる硬度連続性のない硬い表面層を発現させ
、これは望ましくないだんだんに変化する特性である。

実ｊｌＩ例３ Ｃｂ−３０％Ｔｉ−２０％Ｗ合金製の小さな坩堝を鍛造
棒材の機械加工によって作った。外径３゜８１ｃｍ　（
１，５ｉｎ）Ｘ長さ１．２７ｃｘ（０，５ｉｎ）の棒材
試験片を機械加工して内径０．９５ｃｘ　（３／８ｉｎ
）Ｘ深さ約１．１１ｃｚ（７／１６ｉｎ）の空洞を作る
ことによって各々の坩堝を作った。１個の坩堝を窒素単
独中で１８８２℃（３４２０°Ｆ）で４時間反応させ、
他の坩堝をＡｒ　−１０ｖ１０ｃｏ中で１９２７℃（３
５００°Ｆ）で４時間反応させた。

その画処理は約５０　Ｈ／ｃｍ”の侵入型元素吸収ピッ
クアップ水準を達成した。３１１の商業的に純粋なアル
ミニウム試験片を各々の坩堝に入れ、そしてその両方を
真空下で７８８℃（１４５０°Ｆ）に加熱して１時間保
持し、その後それらを室温に冷却した。坩堝をエポキシ
に据え付け、横断面で研削し且つ研摩し、それを第５図
及び第６図に示す、ＣＯと反応した坩堝中のアルミニウ
ム（第５図）は非濡れ性の液滴を形成し、反応の徴候を
、たとえあったとしても、はとんど示さなかった。

窒化坩堝中のアルミニウム（第６図）は非常に容易に濡
れ、その窒化表面との大きな反応を示した。アルミニド
金属間化合物層が坩堝の壁土に形成され、窒化物粒子が
アルミニウム中に観察された。

実施例４ １．５２Ｘ５．０８Ｘ０．４７５ｃ置（０，６Ｘ２゜Ｏ
Ｘｏ、１８７ｉｎ）の寸法を持つＣｂ−３０％Ｔｉ−２
０％Ｗの試験片をＮ２、ＣＯ及びＨ，０の雰囲気中で１
８７１℃（３４００°Ｆ）で４５分間加熱した。同一の
操作での直径０．２４９ｃ屑（０，０９８ｉｎ）Ｘ長さ
２．５４ｃｍ（ｌｉｎ）のワイヤを分析したところ、そ
の暴露の結果として侵入型元素含量の下記の変化を示し
た： Ｎ　　　　　Ｏ，０１２，９ ＣＯ，ｃｍ，５ ００，０７０，５６ 次いでその試験片を本質的に純粋な窒素中で１８７１℃
（３４００°Ｆ）で３時間加熱した。その結果としてそ
の画処理について５２　ｍｇ／ｃｚ２の侵入型元素の合
計ｍ１増加となった。第７図の横断面顕微鏡写真は、例
えば、単に窒化した材料についての第３図に示したミク
ロ組織と比較して、比較的微細に粒状化した深くだんだ
んに変化したミクロ組織が生じていることを示している
。

実施例５ 実施例１で記載したようにオキシ浸炭処理した、又は実
施例４で記載したようにオキシ浸炭浸窒処理したＣｂ−
３０％Ｔｉ−２０％Ｗ合金の試験片を硼素化した。この
ことは、その試験片を炭化硼素粉末中にパックし、次い
でそのバックを１２６０”Ｃ（２３００°Ｆ）で４時間
加熱することによって達成した。この処理の結果として
その両タイプの予備処理した試験片で約３μｍの厚さの
滑らかで硼□素に富んだ表面層が生じ、１０ｃｍの負荷
でダイヤモンドピラミッドインデンターを用いて表面で
直接に測定して約３８００ＤＰＮの微小硬度を示した。

実施例６ Ｃｂ−１０Ｈｆ−ＩＴｉの組成を持つ市販合金０１０３
の試験片を５０％Ｎ、−５０％ｃｐの雰囲気中で１８７
１℃（３４００°Ｆ）で４時間加熱した。その反応した
試験片を金属組織学試験したところ、その試験片は比較
的微細に粒状化しただんだんに変化したミクロ組織を持
つことが示された。微小硬度の測定は表面からの距離の
関数としてのだんだんの連続的な硬度変化を立証した。

加えて、この材料は、窒素単独中で反応した従来技術の
材料よりもかなり高い硬度及びかなり大きな硬化深さを
持つことが見いだされた。比較の硬度勾配は次の通りで
ある： だんだんに変化したオキシ浸炭材料及びオキシ浸炭浸窒
材料の優秀な耐摩耗性及び耐食性を、それらのその他の
有用な性質及び特性と共に、広範囲の種々の製品及び朋
途に有効に用いることができる。これらの製品及び用途
としては、例示として、坩堝、取鍋、ダイス型及び金属
を溶融し、溶融金属を取り扱うためのその他の用具；回
転シールを含めた機械シール；ベアリング及びブシュ；
弁プラグ及びその他の弁部材；ナイフ；刃；スクレーバ
；スリッター；シャー；押し出し、引き抜き、及びその
他の形成操作用のダイ；総形バイト；針；　ＥＤＭ　（
放電８１械加工）電極を含めた電極；スピナレット；装
甲；砲身ライン；インペラ；送Ｊ［ｉの羽根；グライン
ダー（スレッド、ワイヤー、等）；粉砕媒体；微粉砕用
ハンマー及びロール；キャプスタン；撹拌機の羽根；シ
リンダーライナー；タイヤスタッド；エンジン部材；ブ
レーキ板；スクリーン；供給スクリュー；スプロケット
；チェーン；特殊電気接点；保護チューブー−両切削工
具；回転式バール、やすり、ルータ、及び鋸を含めた多
山切削工具；ドリル；タップ；パンチ；及び製紙産業、
化学産業、石油化学産業、油田及びガス田の探査及び採
掘の１７食−摩托環境で用いられる種々の部品がある。

本発明の新規な概念の精神及び範囲から逸脱することな
しで種々の修正及び変更を行い得ることが理解されるで
あろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣＯ中で反応したＣｂ−３０％Ｔｉ−２０％Ｗ
合金の微小硬度勾配と窒素中で反応したＣｂ−３０％Ｔ
ｉ−２０％Ｗ合金の微小硬度勾配との比較グラフである
。 第２図はＡｒ−１０％ＣＯ中で１９２７℃（３５００°
Ｆ）で４時間反応したＣｂ−３０％Ｔ　ｉ　−２０％Ｗ
合金の顕微鏡写真である。 第３図は窒素中で１８８２℃（３４２０’Ｆ）で４時間
反応したＣｂ−３０％Ｔｉ−２０％Ｗ合金の顕微鏡写真
である。 第４図はＣＯ中で反応しなＣｂ−２８％Ｔａ−１０，５
％Ｗ−０，９％Ｚｒ合金の微小硬度勾配と窒素中で反応
したＣｂ−３０％Ｔｉ−２０％Ｗ合金の微小硬度勾配と
の比較グラフである。 第５図はＣｂ−３Ｑ％Ｔｉ−２０％Ｗ合金をＣＯ中で反
応させることによって作った坩堝中でアルミニウムを溶
融させた場合の結果を示す写真である。 第６図はｃｂ〜３０％Ｔｉ−２０％Ｗ合金を窒素中で反
応させることによって作った坩堝中でアルミニウムを溶
融させた場合の結果を示す写真である。 第７図は最初に窒素、炭素及び酸素と反応し、次いで窒
化して表面ｉｆ（ｃｍ２当たり合計で５２ｍｇの侵入型
重量増加となったＣｂ−３０％Ｔｉ−２０％Ｗ合金のミ
クロ組織を示す顕微鏡写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｖ−Ｂ族金属（ニオブ、タンタル及びバナジウム）
   から成る群から選ばれた多割合量の金属を含有し且つI
   V−Ｂ族金属（チタン、ジルコニウム及びハフニウム）
   、VI−Ｂ族金属（モリブデン、タングステン及びクロム
   ）及びそれらの混合物から成る群から選ばれた少なくと
   も１種の合金形成金属を含有する耐火性金属合金ベース
   を含み；該ベースは、非金属ピックアップを該耐火性金
   属合金と共存している相中で、表面において少なくとも
   １ｍｇ／ｃｍ＾２の濃度でそして該表面から内側方向に
   減少する濃度で含有する表層を持っており、該非金属ピ
   ックアップは本質的に酸素及び炭素；酸素、炭素及び窒
   素；酸素、炭素及び硼素；及び酸素、炭素、窒素及び硼
   素から成る群から選ばれたものであることを特徴とする
   だんだんに変化した多相材料系。 ２、該表面での濃度が１８ｍｇ／ｃｍ＾２を越えている
   請求項１記載のだんだんに変化した多相材料系。 ３、該表面での濃度が５０ｍｇ／ｃｍ＾２程度である請
   求項２記載のだんだんに変化した多相材料系。 ４、少なくとも１０００ＤＰＮの表面硬度及び少なくと
   も０．０１ｍｍ（０．０００４ｉｎ）のだんだんに変化
   した反応深さを持っている請求項１記載のだんだんに変
   化した多相材料系。 ５、少なくとも２５００ＤＰＮの表面硬度を持つている
   請求項４記載のだんだんに変化した多相材料系。 ６、該表面が、約３８００ＤＰＮの表面硬度及び少なく
   とも０．００１ｍｍの硼素反応深さを付与するのに十分
   な濃度で硼素を含有している請求項１記載のだんだんに
   変化した多相材料系。 ７、該硼素反応深さが約０．００３ｍｍである請求項６
   記載のだんだんに変化した多相材料系。 ８、表面積ｃｍ＾２当たり少なくとも１ｍｇの酸素及び
   炭素のピックアップ相を持ち、且つ元素周期表のニオブ
   、タンタル及びバナジウムから選ばれたＶ−Ｂ族金属が
   多割合量金属であり、そして合金形成金属がIV−Ｂ族金
   属（チタン、ジルコニウム及びハフニウム）、VI−Ｂ族
   金属（モリブデン、タングステン及びクロム）及び少な
   くとも１種のIV−Ｂ族金属と少なくとも１種のVI−Ｂ族
   金属との混合物から成る群から選ばれたものである耐火
   性金属合金相から本質的に成るベースで優秀な耐摩耗性
   特性及び耐食性特性を持つ、表層のだんだんに変化した
   多相のオキシ浸炭材料。 ９、表面微小硬度が少なくとも１０００ＤＰＮであり且
   つそのような硬度が発現している反応深さが少なくとも
   ０．０１ｍｍ（０．０００４ｉｎ）である請求項８記載
   のだんだんに変化したオキシ浸炭材料。 １０、炭素含有量がその反応深さ中で酸素含有量を越え
   る請求項８記載のだんだんに変化したオキシ浸炭材料。 １１、酸素含有量がその反応深さ中で炭素含有量を越え
   る請求項８記載のだんだんに変化したオキシ浸炭材料。 １２、更に、少なくとも約１μｍの深さの硼素に富んだ
   表面層を持ち且つその表面層中に約３８００ＤＰＮの微
   小硬度を持つ請求項８記載のだんだんに変化したオキシ
   浸炭材料。１３、表面積ｃｍ＾２当たり少なくとも１ｍ
   ｇの酸素、炭素及び窒素のピックアップ相を持ち、且つ
   元素周期表のニオブ、タンタル及びバナジウムから選ば
   れたＶ−Ｂ族金属が多割合量金属であり、そして合金形
   成金属がIV−Ｂ族金属（チタン、ジルコニウム及びハフ
   ニウム）、VI−Ｂ族金属（モリブデン、タングステン及
   びクロム）及び少なくとも１種のIV−Ｂ族金属と少なく
   とも１種のVI−Ｂ族金属との混合物から成る群から選ば
   れたものである耐火性金属合金相から本質的に成るベー
   スで優秀な耐摩耗性特性及び耐食性特性を持つ、表層の
   だんだんに変化した多相のオキシ浸炭浸窒材料。 １４、表面の微小硬度が少なくとも１０００ＤＰＮであ
   り且つそのような硬度が発現している反応深さが少なく
   とも０．０１ｍｍ（０．０００４ｉｎ）である請求項１
   ３記載のだんだんに変化したオキシ浸炭浸窒材料。 １５、酸素、炭素及び窒素から選ばれたいずれかの元素
   の含有量がその反応深さ中でこれらの選ばれた元素の内
   で最も高いか又は中間の濃度を持つことができる請求項
   １３記載のだんだんに変化したオキシ浸炭浸窒材料。 １６、更に、少なくとも約１μｍの深さの硼素に富んだ
   表面層を持ち且つその表面層中に約３８００ＤＰＮの微
   小硬度を持つ請求項１３記載のだんだんに変化したオキ
   シ浸炭浸窒材料。