Tesis

En los laboratorios de corrosión de la CNEA se había determinado que el circonio y el Zircaloy-4 sufren corrosión bajo tensión en soluciones acuosas de cloruro a potenciales iguales o superiores al potencial de picado. Sin embargo, la naturaleza del fenómeno no había sido esclarecida. Por otra parte, la bibliografía sobre el tema es escasa y contradictoria. El desarrollo de nuevos modelos sugirió rever el fenómeno de corrosión bajo tensión de circonio y sus aleaciones con el objeto de determinar el mecanismo operante durante el mismo. En particular, el mecanismo de movilidad superficial, que no había sido desarrollado para la época del trabajo anterior, predice la existencia de corrosión bajo tensión en sistemas en los cuales se forma un compuesto de bajo punto de fusión que aumenta la movilidad superficial de las vacancias y permite el avance de la fisura por captura de las mismas en la punta de la fisura. El citado mecanismo predice corrosión bajo tensión de circonio tanto en soluciones de cloruro, como en soluciones de bromuro y yoduro, donde se forman compuestos contaminantes de bajo punto de fusión que inducirían el fenómeno. Por todo lo antedicho, el presente trabajo se orientó a determinar el mecanismo operante durante la corrosión bajo tensión de circonio y Zircaloy-4 en soluciones acuosas de halogenuros. A tal fin se determinaron las condiciones electroquímicas bajo las cuales ocurre el fenómeno, y también se investigó el efecto de la velocidad de deformación y de la temperatura. Se determinaron los potenciales de picado del circonio y del Zircaloy-4 en las soluciones antes mencionadas y, mediante la realización de ensayos de tracción a velocidad de deformación constante y potencial controlado, se observó susceptibilidad a la corrosión bajo tensión únicamente a potenciales mayores a los de picado. En ambos materials se encontraron dos etapas en la fisuración: la primera de ellas presenta morfología intergranular y corresponde a un proceso de disolución anódica localizado en bordes de grano asistido por tensiones. La segunda etapa, de morfología transgranular, corresponde al verdadero fenómeno de corrosión bajo tensión. Se determinó que la primera etapa es el paso limitante del proceso global, ya que la velocidad de propagación de fisuras intergranular es menor que la velocidad de propagación transgranular. Con respecto a la etapa de fisuración transgranular se analizó la aplicabilidad de diversos mecanismos de corrosión bajo tensión: disolución anódica, fragilización por hidrógeno, absorción y movilidad superficial. Los tres mecanismos mencionados en primer término, no han podido explicar los resultados obtenidos en el presente trabajo; mientras que el de movilidad superficial no presenta inconsistencias entre sus predicciones y los resultados experimentales. Se concluye finalmente que la movilidad superficial puede ser la causante la fenómeno de corrosión bajo tensión de circonio y Zircaloy-4 en soluciones de halogenuros.