Avaliação da resistência ao desgaste por fretting em varetas combustíveis de Zr-1Nb-1Sn-0,1Fe

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorMedeiros, Neil de-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/7783872304499386-
Autor(es): dc.contributorRodrigues, Geovani-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/9578900283345548-
Autor(es): dc.contributorDiniz, Saulo Brinco-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/9807741117928143-
Autor(es): dc.contributorSilva, Ladário da-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/3743563498830737-
Autor(es): dc.contributorFonseca, Gláucio Soares da-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/9663765935778795-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/2224677818923382-
Autor(es): dc.creatorBaêta, Daniele de Azevedo-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T17:47:51Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T17:47:51Z-
Data de envio: dc.date.issued2022-12-04-
Data de envio: dc.date.issued2022-12-04-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://app.uff.br/riuff/handle/1/27161-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/757684-
Descrição: dc.descriptionNo presente trabalho, estudou-se o comportamento de varetas combustíveis fabricadas a partir da liga Zr-1Nb-1Sn-0,1Fe, submetidas a ensaios físicos que visam reproduzir a ocorrência de fretting, e, através da engenharia de superfície/transformação de fases, reduzir a ocorrência desse, uma vez que os danos por atrito são um mecanismo relacionado a eventos mecânicos e químicos na superfície do material. Para isso, foram realizados tratamentos térmicos nas superfícies das varetas de elementos combustíveis em diferentes temperaturas (580 ºC, 630 ºC, 830 ºC e 960 ºC), por 4 horas e resfriamento em água, visando à modificação da microestrutura (αZr para βZr) e à melhora das propriedades mecânicas. Observa-se uma melhora nas propriedades mecânicas e que a dureza do material aumentou de 191 ± 26,69 µHV para 399 ± 18,57 µHV com o aumento da temperatura de tratamento térmico, evidenciando o endurecimento do material. Tais resultados estão relacionados à mudança de microestrutura da liga, confirmadas pelos ensaios de microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectrometria de raios X por Dispersão de Energia (EDS) e Difração de Raios X (DRX). Os ensaios físicos para a ocorrência de fretting foram realizados por meio de um equipamento projetado para induzir deslocamentos horizontais das varetas combustíveis em relação à grade espaçadora, também fabricada a partir da liga Zr-1Nb-1Sn-0,1Fe. O método de detecção de pixels, por processo analítico, para avaliação da variação topográfica, permitiu identificar as transformações físicas da área de fretting superficial após aplicação de carregamento. Verificou-se que os mecanismos de desgaste por fretting observados nas varetas combustíveis incluem abrasão, adesão e deformação plástica, e que o aumento da temperatura de tratamento térmico diminui a perda de massa, apresentando um regime de desgaste por fretting mais brando (deformação plástica). Todas as amostras apresentaram marcas de fretting na forma elíptica. Ademais, verificou-se que o aumento da temperatura de tratamento térmico promove o aumento da resistência ao fretting do material devido à mudança de fase do material e corrobora para a melhora das propriedades mecânicas e para a microdureza, demostrando o efeito significativo da microestrutura nos resultados do desgaste por fretting.-
Descrição: dc.descriptionIn this work, the behavior of Zr-1Nb-1Sn-0.1Fe fuel rods was studied by subjecting them to physical tests aimed at reproducing the occurrence of fretting and reducing the occurrence of grid-to-rod fretting, and, through surface engineering/phase transformation, reduce the occurrence of this, since the friction damages are a mechanism related to mechanical and chemical events on the surface of the material. To that end, heat treatments were carried out on the surfaces of the fuel rods at different temperatures (580 ºC, 630 ºC, 830 ºC and 960 ºC), for 4 hours and cooling in water, to modify the microstructure (α-Zr to β-Zr) and improve the mechanical properties. An improvement in the mechanical properties is observed and the hardness of the material increased from 191 ± 26.69 µHV to 399 ± 18.57 µHV with the increase of the heat treatment temperature, showing the hardening of the material. These results are related to the modification of the alloy microestructure, confirmed Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersion X-Ray Spectrometry (EDS) and X-Ray Diffraction (XRD). The fretting tests were carried out in equipment designed to induce horizontal displacements to the fuel rods in relation to the grid, also manufactured from the Zr-1Nb-1Sn- 0.1Fe alloy. The method of pixel detection, by analytical process, to evaluate the topographic variation, allowed to identify the physical transformations of the surface fretting area after loading application., The fretting wear mechanisms observed in the fuel rods include abrasion, adhesion, and plastic deformation, and that the increase in the heat treatment temperature decreases the mass loss, indicating a mild fretting wear regime (plastic deformation). All samples showed fretting scars in elliptical form. In addition, the increase in the temperature of the heat treatment promotes the increase in the fretting resistance of the material due the modification of material phase and it corroborates the improvement of the mechanical properties and microhardness, demonstrating the significant effect of the microstructure on the results of fretting wear.-
Descrição: dc.description109 p.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectTratamento térmico-
Palavras-chave: dc.subjectTransformação de fase-
Palavras-chave: dc.subjectDesgaste de materiais-
Palavras-chave: dc.subjectCombustível nuclear-
Palavras-chave: dc.subjectFretting-
Palavras-chave: dc.subjectLiga Zr-1Nb-1Sn-0,1Fe-
Palavras-chave: dc.subjectLigas de zircônio-
Palavras-chave: dc.subjectVareta combustível-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia Metalúrgica-
Palavras-chave: dc.subjectProdução intelectual-
Palavras-chave: dc.subjectHeat treatment-
Palavras-chave: dc.subjectPhase transformation-
Palavras-chave: dc.subjectMaterial wear-
Palavras-chave: dc.subjectNuclear fuel-
Palavras-chave: dc.subjectFretting-
Palavras-chave: dc.subjectZr-1Nb-1Sn-0.1Fe Alloy-
Título: dc.titleAvaliação da resistência ao desgaste por fretting em varetas combustíveis de Zr-1Nb-1Sn-0,1Fe-
Tipo de arquivo: dc.typeTese-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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