Title

EFEITO DA ADIÇÃO DE ELEMENTOS DE LIGA NA ABSORÇÃO DE HIDROGÊNIO EM LIGAS A BASE DE ZIRCÔNIO-NIÓBIO PARA APLICAÇÃO NUCLEAR

THE EFFECT OF ALLOY ELEMENTS ADDITION IN THE HYDROGEN ABSORPTION ON ZIRCONIUM-NIOBIUM BASED ALLOY FOR NUCLEAR APPLICATION

Authorship

Silva, Rodrigo Vitorino da; Ribeiro, Rafaella Martins; Santos, Dilson Silva dos

Silva, Rodrigo Vitorino da

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Ribeiro, Rafaella Martins

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Santos, Dilson Silva dos

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DOI

10.5151/1516-392X-27932

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Abstract

Ligas a base de zircônio utilizadas na indústria nuclear estão sujeitas à formação de hidretos que são causadores de efeito deletério no material. Para aumentar o tempo de operação desses componentes, é necessário o desenvolvimento de novas ligas que retardem ou diminuam esse efeito. Este trabalho tem como objetivo avaliar a influência da adição de elementos de liga em uma liga inédita a base de Zr-Nb na absorção de hidrogênio, através de testes que avaliam a absorção de hidrogênio e a formação de hidretos no material após processamento termomecânico e comparar seu desempenho com duas ligas comerciais. Para tal, foram realizados ensaios de microdureza, cinética de absorção de hidrogênio e micrografias. Os resultados de microdureza Vickers das três ligas estudadas, após o processamento termomecânico, são muito próximos. As curvas de cinética de absorção de hidrogênio mostram que a liga Zr-Nb-Sn-Fe apresenta melhor comportamento que as demais uma vez que o tempo para o início de absorção foi maior. As micrografias indicam que a liga proposta apresenta um desempenho superior em relação à morfologia dos hidretos visto que os mesmos são mais curtos e alinhados.

Zirconium based alloys used in nuclear industry are subject the formation of hydrides which have a deleterious effect in the material. To increase the operating time of these components is necessary to develop new alloys that delay or reduce this effect. The aim of this work is to evaluate the influence of alloying elements addition in a new Zr-Nb-based alloy in hydrogen absorption through tests that evaluate the hydrogen absorption and the formation of hydrides in the material, which underwent thermomechanical process, and to compare your performance with two commercial alloys. For this purpose, microhardness test, hydrogen absorption kinetics test and SEM micrographs were done. The Vickers microhardness test reports, after the thermomechanical treatment, the three alloys present similar hardness values. The kinetics hydrogen absorption shows that the Zr-Nb-Zn-Fe alloy presents a better behavior in comparison with the others once it took longer to start the hydrogen absorption process. The SEM micrographs indicate that the proposed alloy presents a superior performance among the analyzed samples due to the shorter and aligned morphology of the hydrides.

Keywords

Nuclear, Liga de zircônio, Hidrogênio, Hidreto

Nuclear, Zirconium alloy, Hydrogen, Hydrides