Volumen II - SAM

Se caracterizó además la tensión de fluencia de los materiales II y III a temperatura ambiente, a través de
mini-probetas de tracción uniaxial, con el eje de tracción perpendicular al plano axial-radial de los tubos.
Se midieron las curvas de solubilidad de hidrógeno en precipitación para el material III en dos estados de
tratamiento térmico (380°C/168h y 500°C/168h).
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la Tabla 1 se listan los porcentajes de Nb medidos en la fase β obtenidos de los difractogramas de Rayos
X de los polvos para cada material y cada tratamiento térmico. Los difractogramas y cálculos de errores se
pueden ver en [12]. En la tabla 2 se presentan los parámetros de ajuste de las curvas de solubilidad.
Tabla 1. Porcentaje de Nb en la fase β según el material y los tratamientos térmicos.
Material TT Nb en Fase β Parámetro de
(°C/h)
(% at) red β (Å)
I 380/168 62±0.7 3,410±2.1 e-3
II 380/168 70±1.2 3,385±3.5 e-3
III Sin TT 49±4.8 3,445±1.4 e-2
III 380/168 66±1.8 3,397±5.4 e-3
III 430/168 75±0.6 3,370±1.6 e-3
III 500/168 94±0.4 3,317±1.2 e-3
Tabla 2. Parámetros de las curvas de solubilidad: TSSP=A exp(-Q/9.817 T), con T en K. [12]
TSSP1(solubilización a 450°C) TSSP2 (solubilización hasta 380°C)
Q (kJ/mol]) A (ppm) R 2 Q (kJ/mol) A (ppm)
19,36 6697,57 0,96 24,71 17958,16 0,96
En las Figuras 2 a 4 se presentan los resultados experimentales de las velocidades de RDIH para los
materiales I, II y III respectivamente. En esas mismas figuras se muestra en línea llena el ajuste de los datos
por cuadrados mínimos. Y en línea de puntos los valores calculados mediante el modelo de Puls [14]
combinado con el de Shmakov [15], como se detalla en [12]. El modelo de Puls, que es básicamente la
solución analítica de una ecuación de difusión de hidrógeno en un campo de tensiones, no incluye el cálculo
de algunas variables como el espesor del hidruro crecido en la punta de la fisura y las distancias involucradas
en la difusión de hidrógeno, estas se calcularon según el modelo de Shmakov et al. [15]. En la Tabla 3 se
resumen los parámetros utilizados en el modelo para cada material, algunos de los cuales fueron medidos y
otros extraídos de la literatura [12], como el coeficiente de difusión en Zr-2,5Nb [16].
Se encontró que para los tres materiales y los diferentes tratamientos térmicos hay un muy buen ajuste entre
los datos experimentales y los valores calculados.
Tabla 3. Parámetros utilizados para los ajustes del modelo teórico a los datos experimentales.
Material
( −Q
/ RT )
Solubilidad CH
= Ae
TSSP1 TSSP2
Q
Q
A (ppm)
A (ppm)
(kJ/mol)
(kJ/mol)
Difusión
( −QD
/ RT )
DH
= D0e
D0
cm
Tensión de
Fluencia
σy= σ0– 1,026T
2 QD
/s) (kJ/mol)
σ0 (MPa)
I 2,27x10 4 25,84 3,15x10 4 27,99 2,4x10 -7 34,700 1103,6
II 3,5x10 -7 39,558 962,9
III-380/24-168 1,4x10 -7 III-430/168 3,5x10
34,734 1089,8
-7 6,69x10
39,558 1056,4
III-500/168
3 19,36 17,95x10 4
24,71
5,2x10 -7 42,453 990,6
En la Figura 5 se comparan los resultados obtenidos en el material 3 con los diferentes tratamientos térmicos.
Se observa que la velocidad de RDIH disminuyó a medida que el material fue tratado a mayor temperatura.
Esto coincide con un incremento en el contenido de Nb de la fase β que va acompañado de un cambio
1277
R 2