Influência do processamento na textura cristalográfica de ligas de Zr-Nb-Mn para aplicação nuclear
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRJ |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11422/22017 |
Resumo: | Zirconium alloys are used in the manufacture of fuel rods due to their low neutron absorption, mechanical properties and good corrosion resistance. The fuel rods integrate the fuel element of nuclear reactors, and during its processing the crystallographic texture on this material is developed. In this context, it is necessary to study the influence of thermomechanical processing on the texture of new alloys for nuclear application. The aim of this work is to study the influence of the addition of Mn, in new alloys based on Zr-Nb, on the development of the crystallographic texture along the adopted processing route, which basically consists of hot rolling, cold rolling and annealing. During operation, the rods can absorb hydrogen and precipitate hydrides, a deleterious phase for this component. The orientation of the hydrides has a strong relationship with texture and ideally it is necessary that the basal planes are parallel to the surface of the tube promoting hydrides in the circumferential direction. After analysis by XRD, it was verified that the Zr-0.9Nb-0.1Mn alloy is the most promising because it presents a more intense basal texture where the basal poles are oriented parallel to the sheet surface. The texture of the alloy composition Zr-0.8Nb-0.2Mn is more random compared to the composition with lower Mn content in which components distant from the basal fiber are strengthened. The Zr-0.6Nb-0.4Mn alloy has the lowest basal fiber intensity among the three studied compositions. Thus, it was possible to infer that the addition of Mn reduces the preferential orientation of the basal poles oriented parallel to the normal direction of the sheet. |
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Influência do processamento na textura cristalográfica de ligas de Zr-Nb-Mn para aplicação nuclearLigas a base de Zr-NbTextura cristalográficaIndústria nuclearEngenharia Metalúrgica e de MateriaisZirconium alloys are used in the manufacture of fuel rods due to their low neutron absorption, mechanical properties and good corrosion resistance. The fuel rods integrate the fuel element of nuclear reactors, and during its processing the crystallographic texture on this material is developed. In this context, it is necessary to study the influence of thermomechanical processing on the texture of new alloys for nuclear application. The aim of this work is to study the influence of the addition of Mn, in new alloys based on Zr-Nb, on the development of the crystallographic texture along the adopted processing route, which basically consists of hot rolling, cold rolling and annealing. During operation, the rods can absorb hydrogen and precipitate hydrides, a deleterious phase for this component. The orientation of the hydrides has a strong relationship with texture and ideally it is necessary that the basal planes are parallel to the surface of the tube promoting hydrides in the circumferential direction. After analysis by XRD, it was verified that the Zr-0.9Nb-0.1Mn alloy is the most promising because it presents a more intense basal texture where the basal poles are oriented parallel to the sheet surface. The texture of the alloy composition Zr-0.8Nb-0.2Mn is more random compared to the composition with lower Mn content in which components distant from the basal fiber are strengthened. The Zr-0.6Nb-0.4Mn alloy has the lowest basal fiber intensity among the three studied compositions. Thus, it was possible to infer that the addition of Mn reduces the preferential orientation of the basal poles oriented parallel to the normal direction of the sheet.Ligas de zircônio são utilizadas na fabricação de varetas combustíveis devido sua baixa absorção de nêutrons, propriedades mecânicas e boa resistência à corrosão. As varetas compõem o elemento combustível dos reatores nucleares, e durante o seu processamento é desenvolvido a textura cristalográfica sobre esse material. Nesse contexto, se faz necessário o estudo da influência do processamento termomecânico na textura de ligas para aplicação nuclear. Esse trabalho tem como objetivo o estudo da influência da adição de Mn, em ligas inéditas a base de Zr-Nb, no desenvolvimento da textura ao longo da rota de processamento adotada, que consiste basicamente em laminação a quente, laminação a frio e recozimento final. Durante a operação, as varetas podem absorver hidrogênio e precipitar hidretos, fase deletéria para esse componente. A orientação dos hidretos tem uma forte relação com a textura e idealmente é necessário que os planos basais estejam paralelos à superfície do tubo promovendo hidretos na direção circunferencial. Após análise via DRX, foi verificado que a liga Zr-0,9Nb-0,1Mn mostra-se a mais promissora pois apresenta textura basal mais intensa onde os polos basais estão orientados paralelamente a superfície da chapa. A textura da liga de composição Zr-0,8Nb-0,2Mn se apresenta mais aleatória comparado à composição de menor teor de Mn em que componentes distantes da fibra basal são fortalecidas. A liga Zr-0,6Nb-0,4Mn apresenta a menor intensidade de fibra basal dentre as três composições estudadas. Assim, foi possível inferir que a adição de Mn reduz a orientação preferencial dos polos basais orientados paralelamente a direção normal da chapa.Universidade Federal do Rio de JaneiroBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFRJRibeiro, Rafaella Martinshttp://lattes.cnpq.br/5448891677314436Rocha, Adriana da CunhaBrandão, Luiz Paulo MendonçaBernardo Pompermayer, Eduardo, Bernardo2023-11-06T22:48:26Z2023-12-21T03:02:01Z2020-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/11422/22017porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJ2023-12-21T03:02:01Zoai:pantheon.ufrj.br:11422/22017Repositório InstitucionalPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestpantheon@sibi.ufrj.bropendoar:2023-12-21T03:02:01Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
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