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Respuestas Inducidas por Hidruros en el Comportamiento Mecánico de Hojas de Zircaloy-4

Autores: Tung, Hsiao-Ming; Chen, Tai-Cheng

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Impacto
Contenido de hidrógeno
Propiedades mecánicas
Hidruros
Transición de dúctil a frágil
Concentración de hidrógeno

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 3

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio tuvo como objetivo investigar el impacto del contenido de hidrógeno, hasta 1217 ppm, en las propiedades mecánicas del Zircaloy-4, con un enfoque particular en la formación e impacto de hidruros. Se probaron especímenes de tracción en una variedad de temperaturas y concentraciones de hidrógeno. Los resultados revelaron una pronunciada transición de dúctil a frágil asociada con la formación de hidruros. Cuando el contenido de hidrógeno en los especímenes osciló entre 700 y 850 ppm, se observó una transición de dúctil a frágil a temperaturas de 25 grados C, 50 grados C y 75 grados C. A 25 grados C, la resistencia a la tracción última (UTS) del Zircaloy-4 aumentó linealmente a medida que la concentración de hidrógeno subía de 0 a 1217 ppm H. Sin embargo, a temperaturas más altas, el comportamiento de la UTS se volvió más complejo, especialmente en los rangos de concentración de hidrógeno de 500-850 ppm H. La elongación (EL) en los especímenes hidruros se vio afectada tanto por la temperatura como por la concentración de hidrógeno. A medida que aumentaba la concentración de hidrógeno, se observó un notable descenso en la EL uniforme, mientras que la EL no uniforme mostró reducciones aún más significativas. El análisis de microscopía electrónica de barrido (SEM) de las superficies de fractura reveló que las características de cuasi-cleavage se hicieron evidentes cuando el contenido de hidrógeno alcanzó 850 ppm H, en todas las temperaturas probadas. Estos hallazgos no solo proporcionan una evaluación cuantitativa de las implicaciones de seguridad del Zircaloy-4 en aplicaciones de reactores nucleares, sino que también destacan la importancia del proceso de carga de hidrógeno y las pruebas mecánicas para entender su comportamiento mecánico.

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