Evolución de la microestructura, textura cristalográfica y propiedades mecánicas durante el proceso de producción de piezas de aleaciones base Zr

Evolution of microstructure, texture and mechanical properties during manufacturing processes of components made of Zr alloys

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Director: Vicente Alvarez, Miguel Unidad académica: Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro Proyecto de: SIIP UNCuyoC047 Duración del proyecto: 2019-2021 Integrantes del equipo: Santisteban, Javier Roberto Co-director/a Saraceni, Hernán Becario/a Moya Riffo, Alvaro Investigador/a

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Resumen:

El zircaloy-4 es utilizado en las centrales nucleares de Argentina para fabricar las vainas combustibles y los canales de enfriamiento. Este material sufre de una degradación importante en servicio debido a la corrosión acuosa de su superficie. Esta reacción de oxidación libera hidrógeno, parte del cual se incorpora al metal y precipita como hidruro, fase frágil que degrada las propiedades mecánicas. Por ello, es de interés de la CNEA buscar una aleación que pueda reemplazarlo, siendo un buen candidato una nueva aleación de Zr con adiciones de Nb y Sn. El Departamento de Tecnología de Aleaciones de Circonio, dependiente de la CNEA, ha comenzado un programa para fabricar piezas a partir de esta nueva aleación. En este proyecto se propone estudiar el efecto de las variables del proceso de producción en las fases presentes, microestructura (tamaño y forma de grano, densidad de dislocaciones), textura cristalográfica y propiedades mecánicas del material, así como también su efecto sobre las propiedades del material hidrurado. La caracterización de las muestras se hará a través de microscopía óptica, electrónica (SEM) y de transmisión (TEM) y las fases presentes, densidad de defectos y textura por difracción de Rayos-X y de neutrones.

Resumen en otro/s idioma/s:

Zircaloy-4 is used in Argentinean nuclear power plants to produce fuel claddings and fuel channels. The material degrades by water corrosion during operation, which hevily impacts on its service life. The degradation mechanism involves the ingress of Hyrogen produced after oxidation. New alloys incorporating Nb present much better resistance to Hydrogen damage. CNEA has interest in manufacturing from this alloy, so it has started a program to study the effect of different variables of the manufacturing process on the material microstructure and mechanical properties. We propose to characterize the microstructure (phases, volume fractions, grain sizes, dislocation densities, crystallograhic texture) by performing optical microscopy, electron microscopy and neutron and X-ray diffraction on specimen represtatives of different stages of the manufacturing process of Zr2.5Nb and Zr1%Nb alloys.

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Disciplinas:
Física - Ingeniería

Descriptores:
INDUSTRIA METALÚRGICA - INGENIERÍA NUCLEAR - PROPIEDADES MECÁNICAS - METALES FERROSOS

Palabras clave:
Tensiones internas - Zircaloy