Ensayos de fatiga y caracterización de la microestructura resultante por microscopía electrónica de transmisión en zircaloy 4

S. DI TOMA; G. BERTOLINO; A. TOLLEY

Buenos Aires

Congreso; Reunión Anual de la Asociación argentina de Tecnología Nuclear; 2012

El Zircaloy-4 (Zry-4) es una de las aleaciones de Circonio (Zr) utilizadas con frecuencia en la industria nuclear. El Zr, material base de estas aleaciones, es transparente a los neutrones y presenta buenas propiedades mecánicas. En las últimas décadas se ha caracterizado la respuesta mecánica de estas aleaciones y la influencia de ciertos factores externos sobre las mismas. Sin embargo algunas incógnitas persisten especialmente en la respuesta a solicitaciones cíclicas. El objetivo del presente trabajo es correlacionar el comportamiento a la fatiga con la evolución microestructural del Zry-4 mediante el uso de Microscopía Electrónica de Transmisión (MET). El material utilizado consiste en una plancha de Zry-4 laminada. Debido a la laminación el material presenta una fuerte textura por lo que se realizaron ensayos en probetas con ejes tensiles paralelos a la dirección longitudinal y a la dirección transversal respecto del sentido de laminación. Las muestras fueron cicladas en tracción-tracción y luego analizadas con MET Los resultados de los ensayos de fatiga reflejan la anisotropía en las propiedades mecánicas, obteniéndose valores de deformación total máxima mayores en la dirección transversal que en la longitudinal ante idénticas condiciones de tensión y frecuencia. Mediante la caracterización por MET se caracterizaron las dislocaciones generadas durante los ensayos y se analizaron las orientaciones de los sistemas de deslizamiento en numerosos granos. En todas las muestras observadas se encontraron dislocaciones del tipo y sólo en una, dislocaciones del tipo , aunque con una densidad un orden de magnitud menor. Se observó un mayor número de sistemas de deslizamiento de baja tensión crítica de activación favorablemente orientados en las probetas con eje tensil paralelo a la dirección transversal, lo cual permite explicar la anisotropía mecánica observada a partir de la textura inducida por la laminación.