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Tipo: doctoralThesis
Título: Estudo de Danos por Irradiação em Aços AISI 316 e 347
Autor(es): Santos, Gonçalo Rodrigues dos
Primeiro Orientador: Gonçalves, Zelinda Carneiro
Resumo: O cídotron cv-28/lEN foi utilizado para produzir concentrações uniformes de He simulando, em escala de tempo reduzida, irradiações neutrônicas de metais por reações (n,α). O hélio foi implantado em amostras de aços (AISI 316 e 347 de 100 µm de espessura) nas concentrações de 1 a 100 ppma degradando feixes de partículas alfa de 28 MeV, através de um sistema giratório de degradação de energia. Os efeitos do He nas propriedades mecânicas foram estudados por técnicas destrutivas (tração, "creep", MET e MEV) e não destrutiva (aniquilação de pósitrons). Medidas de tempo de vida de pósitron em amostras irradiadas e tratadas tecnicamente foram usadas para discutir o mecanismo de difusão do He, onde as energias de ativação 0,34 ± 0,03 eV para o aço 316 e 0,57 ± 0,05 eV para o 347, caracterizaram o processo dissociativo acima de 650°C As análises por MET apresentaram indícios do mecanismo de Ostwald ripening no processo de crescimento de bolhas de He nas concentrações estudadas. Do valor obtido para a razão dpa/ppma (1,8 x 10 ̄³), e de acordo com cálculos teóricos concluiu-se que a produção de deslocamentos durante as implantações, por si só, não teve influência significativa na ductilidade. Entretanto, foi observada perda acentuada de ductilidade com a concentração de He para os dois tipos de aço, tanto em tração à temperatura ambiente como em "creep" a 750°C, em toda faixa de tensão aplicada (100 a 200 MPa). Finalmente, foi verificado que a simulação de danos com partículas carregadas associada à técnica de aniquilação de pósitron compõe um método rápido, de relativo baixo custo e útil no estudo de diferentes tipos de danos por irradiação neutrônica de materiais.
Abstract: The CV-28 cyclotron at IEN has been used to simulate, in a short time scale, uniform He concentrations produced daring neutron irradiation of metals by (n,α) reactions. Helium was implanted at concentrations of 1 to 300 appm in 100 µm thick sheet samples of AISI 316 and 347 SS by degrading a 28 MeV alpha particle beam with a rotating energy degrader. The effects of He on the mechanical properties of the steels were studied by both nondestructive (positron annihilation) and destructive tests (tensile, creep, TEM and SEM). The positron lifetime measurements of irradiated and annealed samples were used as the base to discuss the He diffusion mechanism. Activation energies of 0.34 ± 0.04 eV for 316 SS and 0.57 ± 0.06 eV for 347 SS, characterized a dissociative process above 650°C. TEM analyses have suggested the Ostwald ripening process for bubble growth over the full range of He concentrations studied. It was shown, in agreement with theoretical calculations that, by themselves the displacements produced during the helium implantation, at rate of 1.8 x 10"3 dpa/appm, were not sufficient to cause significant changes in ductility. However, a strong ductility loss with increasing He concentration was observed for both types of steel for tensile tests at 25"C, as well as in creep at 750°C over the range of strain (100 to 200 MPa). Finally, it was shown that charged particle simulation associated with positron annihilation techniques provides a fast, relatively low cost, and useful method to study different kinds of neutron damage in materials.
Palavras-chave: Danos por irradiação
Simulação com íons
Aniquilação de pósitrons
Creep
Microscopia eletrônica
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Instituto de Engenharia Nuclear
Sigla da Instituição: IEN
???metadata.dc.publisher.department???: Universidade Federal do Rio de Janeiro
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Física
Tipo de Acesso: openAccess
URI: http://carpedien.ien.gov.br:8080/handle/ien/1934
Data do documento: Mar-1993
Aparece nas coleções:Aplicação de técnicas nucleares na indústria, saúde e meio ambiente - Teses e Dissertações dos Servidores do IEN

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