Physical modelling of the plastic working processes of modified Zr-Nb zirconium alloy bars and tubes

Modelización física de los procesos de transformación plástica de barras y tubos de aleación de circonio Zr-Nb modificada

El artículo presenta los resultados de la modelización física de los procesos de trabajo plástico de la aleación de circonio modificada Zr - 1%Nb (Zr - 1,0 % Nb - 0,7 % Fe - 0,9 % O), obtenidos mediante diferentes métodos de ensayo plastométrico. Para las pruebas se utilizaron el simulador de procesos metalúrgicos ≪Gleeble 3800≫, un dilatómetro DIL805 A/D con un accesorio plastométrico y un plastómetro ≪Setaram≫. Basándose en los resultados de los ensayos obtenidos, se determinaron los valores del límite elástico y de la plasticidad límite de la aleación para amplios rangos de variación de la temperatura (Т = 20 - 950 °С) y de la velocidad de deformación (έ= 0,1 - 15,0 s^-1) en condiciones de carga continua. Se comprobó que utilizando diferentes métodos de ensayo se podían obtener diferentes propiedades de la aleación, características de un determinado proceso de trabajo plástico.

INTRODUCCIÓN

A partir de los resultados de los ensayos plastométricos de las aleaciones de circonio presentados en las referencias [1 - 4] se puede constatar que la selección del método de ensayo (tracción, compresión o torsión) a la hora de modelizar los procesos de trabajo plástico influirá significativamente tanto en la magnitud del límite elástico como en la forma (comportamiento) de las curvas de flujo plástico determinadas para las aleaciones de circonio consideradas. Cada uno de los métodos mencionados no sólo permite determinar las propiedades reológicas de los materiales que se deforman en una amplia gama de parámetros termomecánicos, sino que también permite tener en cuenta el modo de aumento de la deformación de preajuste en el tiempo.

La correcta selección del método de ensayo en la modelización física de los procesos de trabajo del plástico asegura la forma exacta de las curvas de flujo del plástico en función de los parámetros del proceso que se desea obtener. Los resultados de tales ensayos pueden utilizarse tanto durante el diseño de una nueva tecnología como en la mejora de las operaciones tecnológicas existentes de fabricación de barras, tubos y otros elementos de barras de combustible de aleaciones de circonio modificadas [5].

MATERIAL DE ENSAYO Y METODOLOGÍA DE ENSAYO

Los ensayos se realizaron para las condiciones que prevalecen durante el trabajo plástico de la aleación de circonio modificada Zr - 1%Nb (Zr - 1,0 % Nb - 0,7 % Fe - 0,9 % O). Se emplearon tres métodos de ensayo basados en las pruebas de tracción, compresión y torsión, respectivamente. Para las pruebas se utilizaron el simulador de procesos metalúrgicos "Gleeble 3800" y un plastómetro de torsión "Setaram". Cada uno de los métodos reflejaba una operación tecnológica distinta, de ahí que se obtuvieran propiedades de aleación diferentes, características de un tipo específico de ensayo.