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Volumen II - SAM

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Se caracterizó además la tensión de fluencia de los materiales <strong>II</strong> y <strong>II</strong>I a temperatura ambiente, a través de<br />

mini-probetas de tracción uniaxial, con el eje de tracción perpendicular al plano axial-radial de los tubos.<br />

Se midieron las curvas de solubilidad de hidrógeno en precipitación para el material <strong>II</strong>I en dos estados de<br />

tratamiento térmico (380°C/168h y 500°C/168h).<br />

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN<br />

En la Tabla 1 se listan los porcentajes de Nb medidos en la fase β obtenidos de los difractogramas de Rayos<br />

X de los polvos para cada material y cada tratamiento térmico. Los difractogramas y cálculos de errores se<br />

pueden ver en [12]. En la tabla 2 se presentan los parámetros de ajuste de las curvas de solubilidad.<br />

Tabla 1. Porcentaje de Nb en la fase β según el material y los tratamientos térmicos.<br />

Material TT Nb en Fase β Parámetro de<br />

(°C/h)<br />

(% at) red β (Å)<br />

I 380/168 62±0.7 3,410±2.1 e-3<br />

<strong>II</strong> 380/168 70±1.2 3,385±3.5 e-3<br />

<strong>II</strong>I Sin TT 49±4.8 3,445±1.4 e-2<br />

<strong>II</strong>I 380/168 66±1.8 3,397±5.4 e-3<br />

<strong>II</strong>I 430/168 75±0.6 3,370±1.6 e-3<br />

<strong>II</strong>I 500/168 94±0.4 3,317±1.2 e-3<br />

Tabla 2. Parámetros de las curvas de solubilidad: TSSP=A exp(-Q/9.817 T), con T en K. [12]<br />

TSSP1(solubilización a 450°C) TSSP2 (solubilización hasta 380°C)<br />

Q (kJ/mol]) A (ppm) R 2 Q (kJ/mol) A (ppm)<br />

19,36 6697,57 0,96 24,71 17958,16 0,96<br />

En las Figuras 2 a 4 se presentan los resultados experimentales de las velocidades de RDIH para los<br />

materiales I, <strong>II</strong> y <strong>II</strong>I respectivamente. En esas mismas figuras se muestra en línea llena el ajuste de los datos<br />

por cuadrados mínimos. Y en línea de puntos los valores calculados mediante el modelo de Puls [14]<br />

combinado con el de Shmakov [15], como se detalla en [12]. El modelo de Puls, que es básicamente la<br />

solución analítica de una ecuación de difusión de hidrógeno en un campo de tensiones, no incluye el cálculo<br />

de algunas variables como el espesor del hidruro crecido en la punta de la fisura y las distancias involucradas<br />

en la difusión de hidrógeno, estas se calcularon según el modelo de Shmakov et al. [15]. En la Tabla 3 se<br />

resumen los parámetros utilizados en el modelo para cada material, algunos de los cuales fueron medidos y<br />

otros extraídos de la literatura [12], como el coeficiente de difusión en Zr-2,5Nb [16].<br />

Se encontró que para los tres materiales y los diferentes tratamientos térmicos hay un muy buen ajuste entre<br />

los datos experimentales y los valores calculados.<br />

Tabla 3. Parámetros utilizados para los ajustes del modelo teórico a los datos experimentales.<br />

Material<br />

( −Q<br />

/ RT )<br />

Solubilidad CH<br />

= Ae<br />

TSSP1 TSSP2<br />

Q<br />

Q<br />

A (ppm)<br />

A (ppm)<br />

(kJ/mol)<br />

(kJ/mol)<br />

Difusión<br />

( −QD<br />

/ RT )<br />

DH<br />

= D0e<br />

D0<br />

cm<br />

Tensión de<br />

Fluencia<br />

σy= σ0– 1,026T<br />

2 QD<br />

/s) (kJ/mol)<br />

σ0 (MPa)<br />

I 2,27x10 4 25,84 3,15x10 4 27,99 2,4x10 -7 34,700 1103,6<br />

<strong>II</strong> 3,5x10 -7 39,558 962,9<br />

<strong>II</strong>I-380/24-168 1,4x10 -7 <strong>II</strong>I-430/168 3,5x10<br />

34,734 1089,8<br />

-7 6,69x10<br />

39,558 1056,4<br />

<strong>II</strong>I-500/168<br />

3 19,36 17,95x10 4<br />

24,71<br />

5,2x10 -7 42,453 990,6<br />

En la Figura 5 se comparan los resultados obtenidos en el material 3 con los diferentes tratamientos térmicos.<br />

Se observa que la velocidad de RDIH disminuyó a medida que el material fue tratado a mayor temperatura.<br />

Esto coincide con un incremento en el contenido de Nb de la fase β que va acompañado de un cambio<br />

1277<br />

R 2

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