Efeito do tamanho de partículas nas propriedades mecânicas de ligas de zircônio reprocessadas

Abstract

A etapa de usinagem para fabricação de tubos e tampões de Zircaloy-4 (Zr-4) utilizados em reatores nucleares de potência à água pressurizada (reatores PWR’s) geram grandes quantidades de rejeitos deste material. Devido ao alto custo do Zr-4 faz-se necessário sua reciclagem, que é estratégico para o Brasil, evitando seu descarte para o meio ambiente. Neste trabalho, os rejeitos da usinagem do Zr-4 foram aquecidos em atmosfera de hidrogênio (923 K) sendo o pó resultante desta etapa peneirado em malha 200 e 325 mesh (74 e 44 μm). Nesta etapa, foram retirados os materiais que não absorvem hidrogênio proveniente da usinagem, diminuindo a contaminação final da liga Zr-4. A moagem foi realizada em moinho de alta energia, utilizando pote e esferas de zircônia para diminuir a contaminação do pó. Os experimentos foram realizados em diferentes tempos de moagem (0 a 120 min). A amostra foi prensada a 200 MPa (prensagem isotática) e sinterizada a 1423 K por 10 h. A microestrutura foi analisada por microscopia eletrônica de varredura efoi determinada a dureza Vickers. Os resultados mostraram que após 60 min de moagem o tamanho médio das partículas foi de 2,4 μm, a dureza Vickers foi de 425 HV e tamanho de grão em torno de 50 μm. As amostras apresentaram valores de densidade hidrostática de 99% em relação à teórica, e a microestrutura apresentou morfologia típica do Zr-4da fase α e grãos equiaxiais.