Thermal diffusivity of diffusion layer of ion-nitrided steel is experimentally determined by flash method. In the experiment, a high intensity heat pulse is irradiated to the front surface of a nitrided thin disk-shaped metal, and the transient temperature rise of the opposite surface is recorded. The termal diffusivity of the sample material is then determined from the recorded temperature transient versus time curve.
The heat diffusion equation for the flash diffusivity method is solved assuming one-dimensional heat flow, homogeneous material and uniform absorbing of the heat pulse at the front surface of a sample, and using heat pulse function which describes the actual pulse shape. A photodiode detecting system is used to find the actual pulse shape. A capacitor discharge percussion welding is used to reduce the damage of the thermoccuple juction area at the surface.
It is found that thermal diffusivity of diffusion layer of nitrided steel increases up to 10% of that of non-nitrided steel.
구조강 재료로 많이 쓰이는 SCM 2, SCM 3, SCM 4, SCM 5, SCM 22 그리고 SNCM 8 강철의열확산 계수를 섬광 열 확산 계수 측정법에 의하여 실험적으로 구하였다. 섬광 열 확산 계수 측정법은 둥근 원판 모양의 얇은 시편 전면에 순간적으로 강렬한 열을 가하여 확산시킨후, 후면에서 증가되는 온도를 기록하여 컴퓨터에 의한 데타 소거법을 이용해서 열확산 계수를 측정하는 것이다.
보다 정확하게 열 확산 계수를 측정하기 위해서는 시간의 변화에 따른 섬광의 강도를 변화를 알아야 하며 이를 위하여 광 소자를 이용한 강도 측정법을 사용하였다. 시편에 열전대를 접촉시키는 방법은 축전지방전 충격식 용접법을 사용 하였다.
본 연구에서는 섬광 열 확산 계수 측정법에 의하여 지급히 얇은 재료의 열확산 계수를 측정할 수 있음을 입증하였으며, 구조용 재료가 상온에서 갖는 열확산 계수를 이온질화 처리를 하지 않았을 경우와 이온질화 처리를 하였을 경우의 두 가지로 나누어 측정하였다. 위의 실험 결과로부터 이온질화 처리 후에 약 10 \% 까지 열 확산 계수가 증가하는 것을 발견하였다.
