Title

EFEITO DO TEMPO E DA TEMPERATURA NA DUREZA DA LIGA ZR-0,8NB-0,2MN

EFFECT OF TIME AND TEMPERATURE ON THE HARDNESS OF THE ZR-0.8NB-0.2MN ALLOY

Authorship

SILVA, MARIA EDUARDA LOPES DA; EDUARDO, BERNARDO POMPERMAYER; RIBEIRO, RAFAELLA MARTINS

SILVA, MARIA EDUARDA LOPES DA

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EDUARDO, BERNARDO POMPERMAYER

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RIBEIRO, RAFAELLA MARTINS

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DOI

10.5151/2594-4711-42472

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Abstract

As ligas de zircônio são amplamente utilizadas na fabricação de componentes estruturais em reatores nucleares devido à sua baixa absorção de nêutrons, excelente resistência à corrosão e propriedades mecânicas adequadas, sendo que o desempenho desses materiais está intimamente relacionado às características microestruturais desenvolvidas durante o processamento termomecânico e tratamentos térmicos finais. Este trabalho avalia o efeito do tratamento térmico na dureza da liga experimental Zr-0,8Nb-0,2Mn, com o objetivo de compreender a relação entre tempo e temperatura no processo de recristalização. Amostras foram tratadas termicamente em um forno tubular a 580 °C e 650 °C por 3h, 4h e 5h. Em seguida, medições de Microdureza Vickers foram realizadas. Os resultados mostraram uma redução da dureza em todas as condições de tratamento térmico, indicando a ocorrência de recristalização. Observou-se que o tempo teve maior influência do que a temperatura na redução da dureza. Após 4 h, os valores de dureza foram os mesmos para ambas as temperaturas. Os valores médios de dureza foram inferiores aos da liga comercial Zr-1Nb, provavelmente devido à presença de Mn e ao menor teor de Nb, que afetam a fração de precipitados e favorecem a recristalização.

ZIRCONIUM ALLOYS ARE WIDELY USED IN THE MANUFACTURE OF STRUCTURAL COMPONENTS FOR NUCLEAR REACTORS DUE TO THEIR LOW NEUTRON ABSORPTION, EXCELLENT CORROSION RESISTANCE, AND SUITABLE MECHANICAL PROPERTIES. THE PERFORMANCE OF THESE MATERIALS IS CLOSELY RELATED TO THE MICROSTRUCTURAL CHARACTERISTICS DEVELOPED DURING THERMOMECHANICAL PROCESSING AND FINAL HEAT TREATMENTS. THIS WORK EVALUATES THE EFFECT OF HEAT TREATMENT ON THE HARDNESS OF THE EXPERIMENTAL ZR-0.8NB-0.2MN ALLOY, AIMING TO UNDERSTAND THE RELATIONSHIP BETWEEN TIME AND TEMPERATURE IN THE RECRYSTALLIZATION PROCESS. SAMPLES WERE HEAT TREATED IN A TUBULAR FURNACE AT 580 °C AND 650 °C FOR 3, 4, AND 5 HOURS. SUBSEQUENTLY, VICKERS MICROHARDNESS MEASUREMENTS WERE PERFORMED. THE RESULTS SHOWED A REDUCTION IN HARDNESS UNDER ALL HEAT TREATMENT CONDITIONS, INDICATING THE OCCURRENCE OF RECRYSTALLIZATION. IT WAS OBSERVED THAT TIME HAD A GREATER INFLUENCE THAN TEMPERATURE ON THE REDUCTION OF HARDNESS. AFTER 4 HOURS, THE HARDNESS VALUES WERE THE SAME FOR BOTH TEMPERATURES. THE AVERAGE HARDNESS VALUES WERE LOWER THAN THOSE OF THE COMMERCIAL ZR-1NB ALLOY, PROBABLY DUE TO THE PRESENCE OF MN AND THE LOWER NB CONTENT, WHICH AFFECT THE PRECIPITATE FRACTION AND FAVOR RECRYSTALLIZATION.

Keywords

Ligas de Zircônio, Tratamento Térmico, Microdureza, Recristalização

Zirconium Alloys, Heat Treatment, Microhardness, Recrystallization