building BALSEIRO
institution Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (CNEA)
id BALSEIRO--oai:ricabib.cab.cnea.gov.ar:8
author Bertolino, Graciela
spellingShingle Bertolino, Graciela
INGENIERÍA NUCLEAR
HYDROGEN EMBRITTLEMENT
ZIRCONIUM BASE ALLOYS
ZIRCONIUM HYDRIDES
FRACTURE PROPERTIES
FRACTURE MECHANICS
ZIRCALOY
ZIRCALOY 4
MECHANICAL PROPERTIES
TEMPERATURE DEPENDENCE
FRACTOGRAPHY
FRAGILIZACIÓN HIDRÓGENO
ALEACIONES BASE CIRCONIO
HIDRUROS CIRCONIO
PROPIEDADES FRACTURA
MECÁNICA DE FRACTURA
PROPIEDADES MÉCANICAS
DEPENDENCIA TEMPERATURA
FRACTOGRAFÍA
Deterioro de las propiedades mecánicas de aleaciones base circonio por interacción con hidrógeno
Motivado por aspectos de seguridad y por intenciones en extender la vida útil de las centrales nucleares en servicio existe actualmente interés por conocer el comportamiento de las aleaciones utilizadas en reactores nucleares y la influencia del medio y la radiación sobre el mismo. En particular, resulta importante conocer el efecto de la reacción de los componentes estructurales de aleaciones base Circonio, por ejemplo Zircaloy-4 (Zry-4), con el hidrógeno retenido durante el proceso de fabricación o incorporado en la operación que dan lugar a la formación de fases frágiles (hidruros) que afectan la integridad estructural del elemento. Este trabajo presenta el estudio de la influencia de la temperatura y el contenido de hidrógeno en las propiedades mecánicas del Zry-4, mostrando resultados experimentales así como de simulación computacional. A partir de muestras de Zry-4 comercial se realizó la caracterización metalúrgica y mecánica tradicional para obtener sus propiedades básicas. Se desarrollaron e implementaron técnicas de incorporación intencional y controlada de hidrógeno a las probetas para realizar el estudio del efecto de este elemento en las propiedades mecánicas. Se implementaron técnicas de mecánica de fractura elastoplástica para el estudio de la tenacidad de las aleaciones. Se ensayaron probetas con distribución homogénea de hidrógeno y con aquella dada por el resultado de la aplicación de un campo de tensiones con máximos en la zona de la punta de la fisura. También se aplicaron metodologías de ensayos en probetas pequeñas de flexión en tres puntos que permitieron la observación de la formación y desarrollo de fisuras durante ensayos realizados en la platina de la cámara de un microscopio electrónico de barrido. El empleo de las técnicas antes enunciadas permitió identificar la influencia de la temperatura y el contenido de hidrógeno en los rangos 20 a 200°C y 0 a 2000 ppm, respectivamente. La influencia negativa del contenido de hidrógeno en la tenacidad del material demostró ser importante a partir de muy pequeñas concentraciones del mismo con efectos que disminuyen al aumentar la temperatura. No se observó cambio de mecanismo de fractura excepto para aquellas muestras cargadas con hidrógeno en presencia de un campo de tensiones. La observación del crecimiento de fisura y la morfología y contenido de precipitados sobre la superficie demostró la influencia de la absorción de hidrógeno en estos últimos, encontrando tres diferentes etapas según el contenido de H. Como complemento al trabajo experimental se realizó y analizó la simulación por elementos finitos del proceso de fractura. El modelo empleado se basó en las propiedades macroscópicas previamente obtenidas, haciendo uso de numerosas simplificaciones. Como mecanismo de validación de los cálculos se desarrolló e implementó una técnica de marcado superficial que permitió la medición de los movimientos relativos de puntos relevantes de la superficie exterior de la probeta alrededor de la fisura.
http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/8/
topic INGENIERÍA NUCLEAR
HYDROGEN EMBRITTLEMENT
ZIRCONIUM BASE ALLOYS
ZIRCONIUM HYDRIDES
FRACTURE PROPERTIES
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ZIRCALOY
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contents Motivado por aspectos de seguridad y por intenciones en extender la vida útil de las centrales nucleares en servicio existe actualmente interés por conocer el comportamiento de las aleaciones utilizadas en reactores nucleares y la influencia del medio y la radiación sobre el mismo. En particular, resulta importante conocer el efecto de la reacción de los componentes estructurales de aleaciones base Circonio, por ejemplo Zircaloy-4 (Zry-4), con el hidrógeno retenido durante el proceso de fabricación o incorporado en la operación que dan lugar a la formación de fases frágiles (hidruros) que afectan la integridad estructural del elemento. Este trabajo presenta el estudio de la influencia de la temperatura y el contenido de hidrógeno en las propiedades mecánicas del Zry-4, mostrando resultados experimentales así como de simulación computacional. A partir de muestras de Zry-4 comercial se realizó la caracterización metalúrgica y mecánica tradicional para obtener sus propiedades básicas. Se desarrollaron e implementaron técnicas de incorporación intencional y controlada de hidrógeno a las probetas para realizar el estudio del efecto de este elemento en las propiedades mecánicas. Se implementaron técnicas de mecánica de fractura elastoplástica para el estudio de la tenacidad de las aleaciones. Se ensayaron probetas con distribución homogénea de hidrógeno y con aquella dada por el resultado de la aplicación de un campo de tensiones con máximos en la zona de la punta de la fisura. También se aplicaron metodologías de ensayos en probetas pequeñas de flexión en tres puntos que permitieron la observación de la formación y desarrollo de fisuras durante ensayos realizados en la platina de la cámara de un microscopio electrónico de barrido. El empleo de las técnicas antes enunciadas permitió identificar la influencia de la temperatura y el contenido de hidrógeno en los rangos 20 a 200°C y 0 a 2000 ppm, respectivamente. La influencia negativa del contenido de hidrógeno en la tenacidad del material demostró ser importante a partir de muy pequeñas concentraciones del mismo con efectos que disminuyen al aumentar la temperatura. No se observó cambio de mecanismo de fractura excepto para aquellas muestras cargadas con hidrógeno en presencia de un campo de tensiones. La observación del crecimiento de fisura y la morfología y contenido de precipitados sobre la superficie demostró la influencia de la absorción de hidrógeno en estos últimos, encontrando tres diferentes etapas según el contenido de H. Como complemento al trabajo experimental se realizó y analizó la simulación por elementos finitos del proceso de fractura. El modelo empleado se basó en las propiedades macroscópicas previamente obtenidas, haciendo uso de numerosas simplificaciones. Como mecanismo de validación de los cálculos se desarrolló e implementó una técnica de marcado superficial que permitió la medición de los movimientos relativos de puntos relevantes de la superficie exterior de la probeta alrededor de la fisura.
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url http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/8/1/1Bertolino.pdf
format Tesis
genre Tesis
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era 2001
era_facet 2001
publishDate 2001-11-12
_version_ 1670349924053549056
score 13,179736