Caracterización mecánica mediante nanoindentación de aleaciones base circonio irradiadas con iones carbono

M. C. FUERTES; J. I. RAMALLO

2018-08-01

2018-12-01

Energia-Nuclear

En este informe se presentan mediciones de nanoindentación realizadas sobre cupones de aleaciones de Zr-Nb con diferentes contenidos de Nb (1; 2,5 y 3%) y Zr puro. Las muestras (previamente pulidas y atacadas electrolíticamente) se midieron sin modificar e hidruradas, antes y después de ser sometidas a irradiación con iones carbono, lo cual permite simular las condiciones de irradiación con neutrones en un reactor de potencia. El objetivo es evaluar posibles variaciones en las propiedades mecánicas debidas a la hidruración y/o irradiación con iones. Para esto, se realizaron indentaciones con una punta de diamante tipo Berkovich hasta una profundidad de 300 nm, siendo 400 nm la profundidad estimada hasta la cual se genera daño por los iones. Se determinaron los valores de dureza y módulo a partir de las curvas de carga-descarga mediante el método de Oliver y Pharr. Para obtener conclusiones, se realizó un trabajo estadístico de dichas medidas.A partir de los estudios de las propiedades mecánicas, se pudo determinar la disminución de la dureza y el módulo con el aumento del porcentaje de Nb. Por otra parte, el efecto de la hidruración (a igualdad de % Nb) fue aumentar tanto la dureza como el módulo, salvo en el caso de la aleación de mayor contenido de Nb. Por último, estos estudios permitieron determinar el aumento de la dureza en la mayor parte de los casos debido a la irradiación. En cambio, no se obtuvieron tendencias claras respecto al módulo. Un estudio detallado de muestras con una mejor terminación superficial (pulidas mecánicamente, sin pulido electroquímico) podría facilitar la obtención de conclusiones más claras respecto a la variación de las propiedades mecánicas al irradiar estos materiales.