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Tesis

Influencia de los hidruros en el comportamiento mecánico bajo irradiación de circonio y zircaloy-4

2006



Título Influencia de los hidruros en el comportamiento mecánico bajo irradiación de circonio y zircaloy-4
Nombre Vazquez, Carolina Andrea
Licenciada en Física Universidad de Buenos Aires Argentina
Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales UNSAM
Directores Dra. Fortis Ana María. CNEA
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. CNEA Centro Atómico Constituyentes
Fecha Defensa 19/05/2006
Jurado

Código Código IT IT/T--102/06

Resumen

En este trabajo se analizó la ley de endurecimiento de circonio con distintos tratamientos térmicos y con dos contenidos de hidrógeno, y de Zircaloy-4 con bajo contenido de hidrógeno, irradiados a temperatura ambiente a dosis por debajo de donde se espera la canalización de dislocaciones e inhomogeneidad en la deformación. Se obtuvo, para circonio con contenidos de hidrógeno menores a 20 ppm y con 100 ppm, irradiado hasta una fluencia de 0,0008 dpa (3,6 x 10 a la 17 n/cm2), un comportamiento acorde al modelo de barreras dispersas, que predice una dependencia lineal de la tensión de fluencia con la raíz cuadrada de la dosis neutrónica. En este rango, el endurecimiento a temperatura ambiente provocado por el contenido de hidrógeno actúa aditivamente al endurecimiento por irradiación. Se realizaron recocidos isócronos para determinar las temperaturas de recuperación del endurecimiento y se obtuvo que éstas ocurren igual o aproximado a 100 grados C por encima de la temperatura de la etapa V recuperación del daño por radiación en zirconio y Zircaloy puros. Esto sugiere la existencia de una sinergia entre los defectos creados durante la irradiación y el hidrógeno presentes en el material; se puede pensar en una posible y severa reducción de la ductilidad, aún a bajas dosis de irradiación.

Complete Title

Abstract

In the present work the radiation hardening law for zirconium with different thermal treatments and with two hydrogen contents, and Zircaloy-4 with low hydrogen content was studied. The irradiations were made at room temperature to neutron fluences lower than those where the dislocation channeling and deformation inhomogeneities are expected. For zirconium with hydrogen contents lower than 20 ppm and with 100 ppm irradiated to neutron dose of 0.0008 dpa (3.6 x 10 raise to the power of 17 n/cm2), a behavior according to the Seegers model was observed. The model predicts the lineal dependence of the yield stress with the square root of the neutron fluence. At this dose range and at room temperature, the hardening due to hydrogen content and the irradiation hardening are additive. Isochronal annealings to determine the hardening recovery temperature were carried out. Values for this temperature above 425 C degrees were found, which are circa 100 C degrees higher than those corresponding to Stage V of radiation damage in Zr and Zry without hydrogen. This suggests that there is a synergistic effect of radiation damage and hydrogen uptake on the mechanical properties; it is possible to think in a probable and severe ductility reduction, even at low neutron fluences.

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