REFINAMIENTO RIETVELD DE LAS FASES N Y Sn2Zr EN ALEACIONES TERNARIAS DEL DIAGRAMA DE FASES Fe-Sn-Zr A 800 °C.

TOLOSA MARTÍN RODRIGO; CARRICONDO JUAN; NIEVA NICOLÁS; CORVALÁN CAROLINA

Bahía Blanca

Congreso; XIII Reunión Anual de la AACr; 2017

Asociación Argentina de Cristalografía

El circonio y sus aleaciones son de gran aplicación en la industria nuclear; entre ellas las tradicionales del tipo Zircaloy (Zr aleado con Sn y Fe), aún hoy muy utilizadas como elementos estructurales y como contenedores de los elementos combustibles en reactores nucleares de potencia. Principalmente se emplean en la fabricación de vainas para los elementos combustibles y para materiales estructurales en los reactores nucleares de agua liviana o pesada. Esto se debe a sus características especiales: son materiales resistentes a la corrosión, tienen buenas propiedades mecánicas, alta resistencia a daños por radiación y baja sección eficaz de captura de neutrones térmicos.Nuevos prototipos de reactores funcionan a mayores temperaturas y exigencias que los tradicionales. Ante esto, se desarrollan nuevas aleaciones que, a mayores temperaturas y durabilidad, cumplen con las buenas propiedades mecánicas y de corrosión de las Zircaloy. Las nuevas aleaciones que en mayor grado de desarrollo se encuentran son aquellas que contienen Zr como base y Sn, Fe y Nb como aleantes principales. Por ejemplo las aleaciones Zirlo de EEUU (Zr-1.0%Nb-1.0%Sn-0.1%Fe-0.1%O), las aleaciones E635 de Rusia (Zr-l.0%Nb-l.2%Sn-(0.3-0.5)% Fe), o las que tienen Zr como base y 1% de Nb como aleante principal: M5 de Francia (Zr -1.0%Nb-0.05%Fe-0.03%Sn?0.015%Cr) y E110 de Rusia (composición nominal Zr-1.0%Nb).El mayor conocimiento del efecto de los elementos aleantes permitirá avanzar en la comprensión de la microestructura de estas aleaciones, de la cual dependen fuertemente las propiedades mecánicas y la corrosión. En el presente trabajo se diseñaron y fabricaron dos aleaciones ternarias (19%Fe-47,5%Sn-33,5%Zr y 18,9%Fe-43,7%Sn-37,4%Zr) [1]. Las mismas fueron tratadas térmicamente a 800 °C por 2928 horas y caracterizadas aplicando técnicas de metalografía, difracción de rayos X y de microanálisis. Particularmente se realizó refinamiento para estudiar la fase ternaria N, la binaria Sn2Zr y evaluar la nueva fase encontrada X? [2-3]. La fase N fue encontrada por Nieva y Arias a 800ºC y 900ºC [2] (además de una supuesta fase ternaria denominada en ese entonces X) en la región central del Triángulo de Gibbs. En 2010 Savidan et al. [3] confirmaron la existencia de la fase N ternaria a 900ºC y determinaron su estructura cristalina. También mostraron que el dominio de homogeneidad de la fase X consistió de hecho en dos compuestos separados con composiciones cercanas (X´ y X?), compuestos cuyas estructuras cristalinas siguen sin resolverse.[1] N. Nieva, M.R. Tolosa, C. Corvalán, D. Arias, SAM/CONAMET 2016 - Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales, Córdoba, Argentina, 2016.[2] N. Nieva, D. Arias, J. Nucl. Mater. 359 (1) (2006) 29-40.[3] J.-C. Savidan, J.-M. Joubert, C. Toffolon-Masclet, Intermetallics 18 (11) (2010) 2224-2228.