ESTUDIO DE LA ESQUINA RICA EN FE DEL SISTEMA FE-NB-ZR A 1000°C CON DIFRACCIÓN DE RAYOS X CON LUZ DE SINCROTRON.

TOLOSA MARTÍN RODRIGO; NIEVA NICOLÁS; GONZALEZ RUBÉN; ARIAS DELIA; AURELIO GABRIELA

Santa Fe

Congreso; Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía 2021; 2021

Asociación Argentina de Cristalografía.

El interés por el Zr y sus aleaciones para uso nuclear comenzó en la década de 1950 y muchose ha avanzado desde entonces en la búsqueda de aleaciones que funcionen adecuadamente bajo lascondiciones de carga en servicio. Entre las aleaciones de uso más extendido en los reactorestradicionales se puede mencionar a las del tipo Zircaloy, compuestas por Zr aleado principalmentecon Sn y Fe y las de tipo Zr-Nb. En los reactores nucleares de potencia más avanzados vuelven aaparecer las aleaciones de base Zr como recubrimiento del combustible, aunque con diferentessolicitaciones y estructura del reactor debido a un quemado superior del combustible, y portemperatura y tiempo de vida mayor que en los reactores tradicionales. Ante esto, se desarrollaronnuevas aleaciones que a mayores temperaturas y durabilidad cumplan con las buenas propiedadesmecánicas y de corrosión de, por ejemplo, las de tipo Zircaloy. Entre las nuevas aleacionesempleadas como vainas y dispositivos estructurales tienen gran desarrollo aquellas que contienen Zrcomo base y Nb, Sn y Fe como aleantes principales, por ejemplo, las aleaciones tipo Zirlo (Zr-1,0%Nb-1,0%Sn-0,1%Fe-0,1%O). Es evidente que las aleaciones de base Zr siguen siendomateriales muy adecuados para mantener la integridad del reactor durante el funcionamiento, asícomo durante el transporte y almacenamiento del combustible gastado. Por razones de seguridad esprimordial un conocimiento lo más acabado posible de la metalurgia física de estos materiales.Dentro de este contexto se enmarca el estudio del diagrama de fases ternario Fe-Nb-Zr.El diagrama de fases ternario Fe-Nb-Zr viene siendo estudiado desde hace años y, si bien seha avanzado mucho en el trazado del diagrama a distintas temperaturas, la esquina rica en Fe haquedado sin resolverse ya que, hasta el momento, diferenciar las fases de Laves HexagonalesFe 2 Nb(C14) y Fe 2 (Zr 1-x Nb x )(C36) con la técnica de difracción de Rayos X resulta muy difícil [1-3].Con el objeto de evaluar experimentalmente esta zona se procedió al diseño y fabricación de unconjunto de aleaciones ternarias. Las mismas fueron tratadas térmicamente a la temperatura de1000°C por 1440 horas y caracterizadas aplicando técnicas de metalografía, microanálisis ydifracción de Rayos X con Luz de Sincrotrón (SXRD) en la línea D10B-XPD del LaboratorioNacional de Luz de Sincrotrón (LNLS-CNPEM, Brasil). El uso de la técnica de SXRD mostró sermuy eficiente para diferenciar las fases de Laves hexagonales en cuestión para las muestras medidasen condición de polvo; no así para las muestras medidas en masivo.Finalmente se trazaron los límites de equilibrio de fases en la región bajo estudio,completando en gran proporción la esquina rica en Fe del diagrama de fases para el corte isotérmicoanalizado.