Title

ESTUDO COMPUTACIONAL DO PROCESSAMENTO TERMOMECâNICO DE LIGAS DE ZIRCôNIO PARA APLICAçãO NUCLEAR

COMPUTATIONAL STUDY OF THERMOMECHANICAL PROCESSING OF ZIRCONIUM ALLOY FOR NUCLEAR APPLICATION

Authorship

EDUARDO, BERNARDO POMPERMAYER; COTEGIPE, FILLYPE IANG; RIBEIRO, RAFAELLA MARTINS

EDUARDO, BERNARDO POMPERMAYER

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COTEGIPE, FILLYPE IANG

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RIBEIRO, RAFAELLA MARTINS

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DOI

10.5151/2594-5297-41149

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Abstract

AS LIGAS DE ZIRCôNIO SãO AMPLAMENTE UTILIZADAS NA INDúSTRIA NUCLEAR DEVIDO à SUA BAIXA ABSORçãO DE NêUTRONS, EXCELENTES PROPRIEDADES MECâNICAS E RESISTêNCIA à CORROSãO. VARETAS COMBUSTíVEIS E GRADES ESPAçADORAS SãO FABRICADOS A PARTIR DE LIGAS DE ZIRCôNIO, POR MEIO DE UMA ROTA COMERCIAL. DURANTE ESSA ROTA DE PROCESSAMENTO, A LIGA é SUBMETIDA A LAMINAçãO A QUENTE E A FRIO, O QUE IMPACTA DIRETAMENTE NAS PROPRIEDADES FINAIS DO MATERIAL. O DEFORM, UM SOFTWARE QUE REPLICA PROCESSOS DE CONFORMAçãO UTILIZANDO ANáLISE DE ELEMENTOS FINITOS, é EMPREGADO NESTE ESTUDO PARA SIMULAR A LAMINAçãO DE CHAPAS DE ZIRCALOY-4. O OBJETIVO é DESENVOLVER UM MODELO COMPUTACIONAL CAPAZ DE REPLICAR O PROCESSO DE LAMINAçãO E AS ROTAS DE PROCESSAMENTO. OS RESULTADOS OBTIDOS DEMONSTRARAM QUE AS SIMULAçõES REPLICARAM EFETIVAMENTE O COMPORTAMENTO DO ZIRCALOY-4 DURANTE A LAMINAçãO, COM UM ERRO MáXIMO DE 8,5%.

ZIRCONIUM ALLOYS ARE EXTENSIVELY USED IN THE NUCLEAR INDUSTRY DUE TO THEIR LOW NEUTRON ABSORPTION, EXCELLENT MECHANICAL PROPERTIES AND CORROSION RESISTANCE. FUEL RODS AND SPACERS ARE MADE OF ZIRCONIUM ALLOYS, WHICH ARE MANUFACTURED THROUGH A COMMERCIAL ROUTE. DURING THE PROCESSING ROUTE, THE ALLOY IS SUBJECTED TO HOT AND COLD ROLLING, WHICH DIRECTLY IMPACTS THE MATERIALS FINAL PROPERTIES. DEFORM, A SOFTWARE TOOL THAT REPLICATES FORMING PROCESSES USING FINITE ELEMENT ANALYSIS, IS EMPLOYED IN THIS STUDY TO SIMULATE THE ROLLING OF ZIRCALOY-4 SHEETS. THE OBJECTIVE IS TO DEVELOP A COMPUTATIONAL MODEL CAPABLE OF REPLICATING THE ROLLING PROCESS AND PROCESSING ROUTES. THE RESULTS OBTAINED DEMONSTRATED THAT THE SIMULATIONS EFFECTIVELY REPLICATED THE BEHAVIOR OF ZIRCALOY-4 DURING ROLLING, WITH A MAXIMUM ERROR OF 8.5%.

Keywords

Ligas de Zircônio; elementos finitos; simulação computacional

Zirconium Alloys; Finite Elements; Computer Simulation.