EFEITO DO TAMANHO DE PARTÍCULAS NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE LIGAS DE ZIRCÔNIO REPROCESSADAS

EFEITO DO TAMANHO DE PARTÍCULAS NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE LIGAS DE ZIRCÔNIO REPROCESSADAS

CAVALHEIRA, E. D.; MENDES, N. M. F.; CASINI, J. C.; BARBOSA, L. P.; SILVA, S. C.; TAKIISHI, H.

Artigo:

A etapa de usinagem para fabricação de tubos e tampões de Zircaloy-4 (Zr-4) utilizados em reatores nucleares de potência à água pressurizada (reatores PWR’s) geram grandes quantidades de rejeitos deste material. Devido ao alto custo do Zr-4 faz-se necessário sua reciclagem, que é estratégico para o Brasil, evitando seu descarte para o meio ambiente. Neste trabalho, os rejeitos da usinagem do Zr-4 foram aquecidos em atmosfera de hidrogênio (923 K) sendo o pó resultante desta etapa peneirado em malha 200 e 325 mesh (74 e 44 µm). Nesta etapa, foram retirados os materiais que não absorvem hidrogênio proveniente da usinagem, diminuindo a contaminação final da liga Zr-4. A moagem foi realizada em moinho de alta energia, utilizando pote e esferas de zircônia para diminuir a contaminação do pó. Os experimentos foram realizados em diferentes tempos de moagem (0 a 120 min). A amostra foi prensada a 200 MPa (prensagem isotática) e sinterizada a 1423 K por 10 h. A microestrutura foi analisada por microscopia eletrônica de varredura efoi determinada a dureza Vickers. Os resultados mostraram que após 60 min de moagem o tamanho médio das partículas foi de 2,4 µm, a dureza Vickers foi de 425 HV e tamanho de grão em torno de 50 µm. As amostras apresentaram valores de densidade hidrostática de 99% em relação à teórica, e a microestrutura apresentou morfologia típica do Zr-4da fase α e grãos equiaxiais.

The Zircaloy-4 (Zr-4) chips are generated in a large scale at the same machining step for producing Zr-4 tubes and end-caps used in pressurized water reactors (PWR’s) nuclear reactors. Reprocessing of Zr-4 chips is strategic for Brazil due the high cost of production and also avoids discarding the material in environment. In this work the Zr-4 chips obtained of the machining was firstly heated to 923 K at high purity hydrogen atmosphere to obtain fine powder particles. This powder was sieved through 200 and 325 mesh (<75 and 44 m). The high energy ball mill was used changing the milling times (0 – 120 min). The samples were pressed to 200 MPa (isostactic pressing) and sintered at 1423 K for 10 h. The microstructures were analyzed by scanning electron microscope (SEM) and Vickers Hardness (VH)were carried out. The results shown that after 60 min milling time mean particle size (ϕ) is about 2.4 µm and Vickers Hardness was 425 HV and grain size was about 50 µm. Hydrostatic density of this sample was 99% of theoretical and a microstructure showed typical morphology of Zr-4 with α-phase and equiaxed grains.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/phypro-vii-efa-010

Referências bibliográficas

• [1] PARKISON, A. J. AND MCDEAVITT, S. M. Metal. Mat. Trans., v. 42A, p. 192-200, V. 42 A, 2011.
• [2] KRISHNAN, R. and ASUNDI, M.K.Zirconium Alloys in nuclear technology. Proceedings Indian Academy Science, v. 4, n. April, p. 41–56, 1981.
• [3] TAKIISHI, H.; DUVAIZEN, J. H.; SATO, I. M.; ROSSI, J. L.; L. A. T. PEREIRA, L. A. T.; MARTINEZ, L. G.Mat. Sci. Forum,Vols. 727-728, p. 356-36, 2012.
• [4] BOHE, A. E.; ANDRADE GAMBOA, J. J.; LOPASSO, E. M.; PASQUEVICH, D. M. Journal of Nuclear Materials, v. 31, p. 3469–3474, 1996.

Como citar:

CAVALHEIRA, E. D.; MENDES, N. M. F.; CASINI, J. C.; BARBOSA, L. P.; SILVA, S. C.; TAKIISHI, H.; "EFEITO DO TAMANHO DE PARTÍCULAS NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE LIGAS DE ZIRCÔNIO REPROCESSADAS", p-41-43. In: <strong>Anais do VII Encontro Científico de Física Aplicada [=Blucher Physics Proceedings, v.3 n.1]</strong>. São Paulo: Blucher, 2016.
ISSN 23582359, DOI 10.5151/phypro-vii-efa-010