Title

SIMULAÇÃO TERMODINÂMICA PARA ESTUDO DA ADIÇÃO DE MANGANÊS EM LIGAS DE ZR-NB

THERMODYNAMIC SIMULATION FOR STUDYING THE ADDITION OF MANGANESE IN ZR-NB ALLOYS

Authorship

FLEISCHHAUER, YURI DE ABREU SILVA ARAÚJO; EDUARDO, BERNARDO POMPERMAYER; RIBEIRO, RAFAELLA MARTINS

FLEISCHHAUER, YURI DE ABREU SILVA ARAÚJO

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EDUARDO, BERNARDO POMPERMAYER

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RIBEIRO, RAFAELLA MARTINS

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DOI

10.5151/2594-5327-40744

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Abstract

AS LIGAS DE ZIRCôNIO SãO AMPLAMENTE EMPREGADAS NA INDúSTRIA NUCLEAR DEVIDO àS SUAS PROPRIEDADES MECâNICAS, BAIXA ABSORçãO DE NêUTRONS E RESISTêNCIA à CORROSãO. CONTUDO, NOS REATORES PWR, A ABSORçãO DE HIDROGêNIO RESULTA NA FORMAçãO DE HIDRETOS FRáGEIS, TORNANDO NECESSáRIO O DESENVOLVIMENTO DE NOVAS LIGAS CAPAZES DE ESTENDER A VIDA úTIL DOS SEUS COMPONENTES. ESTE TRABALHO TEM COMO OBJETIVO AVALIAR O EFEITO DA ADIçãO DE MN EM LIGAS A BASE DE ZR-NB ATRAVéS DE SIMULAçãO COMPUTACIONAL E DA METODOLOGIA CALPHAD, COM AUXíLIO DO SOFTWARE THERMO-CALC. FOI POSSíVEL IDENTIFICAR A FORMAçãO DA FASE DE LAVES MN2ZR PARA TODAS AS LIGAS ANALISADAS, INDICANDO UMA ASSOCIAçãO DIRETA à ADIçãO DE MN, ENQUANTO A ADIçãO DE NB NãO INFLUENCIA NA QUANTIDADE DESSA FASE. COM BASE NOS RESULTADOS, AS LIGAS ZR-1NB-0,1MN, ZR-1NB-0,2MN, ZR-1NB-0,4MN E ZR-2,5NB-0,4MN FORAM IDENTIFICADAS COMO AS MAIS PROMISSORAS PARA ANáLISES EXPERIMENTAIS POSTERIORES

ZIRCONIUM ALLOYS FIND WIDESPREAD USE IN THE NUCLEAR INDUSTRY DUE TO THEIR MECHANICAL PROPERTIES, LOW NEUTRON ABSORPTION, AND CORROSION RESISTANCE. HOWEVER, IN PWR REACTORS, HYDROGEN ABSORPTION LEADS TO THE FORMATION OF FRAGILE HYDRIDES, REQUIRING THE DEVELOPMENT OF NEW ALLOYS CAPABLE OF EXTENDING THEIR COMPONENTS LIFESPAN. THIS STUDY AIMS TO EVALUATE THE EFFECT OF ADDING MN TO ZR-NB ALLOYS THROUGH THERMODYNAMIC SIMULATION AND CALPHAD METHODOLOGY, USING THE THERMO-CALC SOFTWARE. IT WAS POSSIBLE TO IDENTIFY THE FORMATION OF THE LAVES PHASE MN2ZR FOR ALL ANALYZED ALLOYS, INDICATING A DIRECT ASSOCIATION WITH THE ADDITION OF MN, WHILE THE ADDITION OF NB DOES NOT AFFECT THE QUANTITY OF THIS PHASE. BASED ON THESE FINDINGS, ALLOYS ZR-1NB-0.1MN, ZR-1NB-0.2MN, ZR-1NB-0.4MN, AND ZR-2.5NB-0.4MN WERE IDENTIFIED AS THE MOST PROMISING CANDIDATES FOR SUBSEQUENT EXPERIMENTAL ANALYSES

Keywords

Reatores nucleares; Ligas a base de Zr-Nb; Termodinâmica computacional; Metodologia CALPHAD

Nuclear reactors; Zr-Nb-based alloys; Computational thermodynamics; CALPHAD methodology.