Volumen II - SAM

la velocidad. Se empleó la emisión acústica (EA) [8], que detecta las ondas elásticas generadas por las
fracturas de los hidruros y las convierte en una señal eléctrica proporcional.
Además, se combinaron dos modelos teóricos, obtenidos por otros autores, para calcular la Vp y se
compararon los valores experimentales con los calculados para evaluar la validez del modelo y discernir el
peso que cada parámetro tiene sobre la Vp. Se estudió además el comportamiento del modelo aplicado a
material irradiado con datos experimentales extraídos de la literatura.
2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Se utilizó material proveniente de tres diferentes tubos de Zr-2,5 Nb sin irradiación, denominados material I,
II y III. Las muestras fueron cargadas con hidrógeno gaseoso en un equipo tipo Sievert en un rango entre 80
y 140 ppm. Las concentraciones se eligieron para asegurar que a la temperatura de ensayo existan
hidruros precipitados coexistiendo con el hidrógeno en solución. De esta forma la concentración de
hidrógeno en solución esta dada por la curva de solubilidad de enfriamiento TSSP y es la misma
para todas las probetas ensayadas a una dada temperatura. Así la velocidad solo depende de la
temperatura del ensayo y no de la concentración, cumpliendo con la ley del tipo Arrhenius.
Mediante un tratamiento térmico posterior se logró la homogeneización de los hidruros a 380 ºC durante 24
horas (material I y III) o se obtuvo envejecimiento de la aleación además de homogenización a 380°C 168 h
(material I, II y III) y a 430 y 500ºC durante 168 horas (material III). La distribución de hidruros fue
homogénea en todos los casos incluyendo el tratamiento de 24 h a 380°C, tal como se ve en la Figura 1.
El grado de modificación de la microestructura por los tratamientos térmicos se evaluó por difracción de
rayos X. Como el parámetro de red de la fase β-Zr disminuye linealmente con el contenido de Nb [9], esto
permite, a partir de la posición de las líneas del difractograma, estimar el grado de enriquecimiento en Nb
que ha tenido la fase β-Zr original. Debido al alto grado de textura de los tubos de presión y la baja
concentración de fase β, los difractogramas deben evaluarse sobre polvos de las muestras, que se obtuvieron
mediante un proceso de disolución anódica [10]. Se analizó la línea (110) de la fase β por ser la de mayor
intensidad.
axial
radial
Figura 1. Distribución de hidruros en una muestra del material III tratada a 380°C, 24 h.
Luego se maquinaron probetas tipo CCT (Curved Compact Toughness) [11] de 28x20,4x4 mm.
Los ensayos de RDIH se realizaron en una máquina de peso muerto a temperatura constante. La dirección de
avance de la fisura correspondió a la dirección axial del tubo, el plano de propagación fue el axial-radial y la
carga de tracción se aplicó en la dirección normal a dicho plano. Las probetas de los materiales I y II fueron
prefisuras por fatiga mecánica, mientras que para el material III los ensayos de RDIH comenzaron desde al
entalla maquinada.
Cada ensayo consistió en un ciclo térmico de calentamiento hasta una temperatura, que no afectara la
microestructura [12] y donde todos los hidruros estuvieran disueltos (entre 360°C y 380°C para las muestras
previamente tratadas a 380°C y hasta 415°C para las tratadas a 430°C y 500°C); mantenimiento durante 1
hora y un posterior enfriamiento hasta la temperatura de ensayo. Luego de estabilizada la temperatura se
aplicó la carga constante para lograr un factor de intensidad de tensiones el cual asegura que la velocidad de
fisuración no depende de la carga [13]. Las señales de emisión acústica producidas por la rotura de los
hidruros, se detectaron con un sensor de tipo piezoeléctrico colocado sobre una guía de ondas soldada a la
probeta; de esta manera se ubicó al sensor fuera de la zona de alta temperatura del horno.
Finalizado el ensayo se enfrió la probeta y se cargó hasta su rotura. Sobre las superficies fracturadas se midió
el avance promedio de la fisura y conocido el tiempo de ensayo se calculó el valor de la velocidad de RDIH.
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