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IPEN-DOC 06631
- BUSO, SIDNEI J.
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Estudos microestruturais e por microanalise para identificacao dos precipitadores presentes em amostras da liga de niquel tipo 600 (nacional) apos processos de soldagem.
1999.
Dissertacao (Mestrado) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP,
Sao Paulo.
100 p.
Orientador: Waldemar Alfredo Monteiro.
Palavras-Chave: nickel base alloys; inconel 600; welding; microstructure; microanalysis; mechanical properties; optical microscopy; scanning electron microscopy; transmission electron microscopy; x-ray spectroscopy
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IPEN-DOC 04673
- CALVO, WILSON A.P.
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Avaliacao e caracterizacao da liga de niquel tipo 600 apos processos de soldagem por fusao TIG, arco plasma e laser.
1997.
Dissertacao (Mestrado) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP,
Sao Paulo.
80 p.
Orientador: Waldemar Alfredo Monteiro.
Palavras-Chave: nickel base alloys; welding; plasma arc welding; soldering; laser welding; stress analysis; vickers hardness; grain size; x-ray spectroscopy
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IPEN-DOC 11365
- ALY, OMAR F.
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Modelagem da fratura por corrosão sob tensão nos bocais do mecânismo de acionamento das barras de controle de reator de água pressurizada.
2006.
Tese (Doutoramento) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP,
São Paulo.
249 p.
Orientador: Arnaldo Homobono Paes de Andrade.
DOI:
10.11606/T.85.2006.tde-22032012-154040
Abstract: Um dos principais mecanismos de falha que causam riscos de fratura a reatores de água pressurizada é a corrosão sob tensão de ligas metálicas em água do circuito primário (CSTAP). É causada por uma combinação das tensões de tração, meio ambiente em temperatura e microestruturas metalúrgicas susceptíveis. Ela pode ocorrer, dentre outros locais, nos bocais do mecanismo de acionamento das barras de controle. Essa fratura pode causar acidentes que comprometem a segurança nuclear através do bloqueio das barras de controle e vazamentos de água do circuito primário reduzindo a confiabilidade e a vida útil do reator. O objetivo desta Tese de Doutorado é o estudo de modelos e uma proposta de modelagem para fraturas por corrosão sob tensão em liga 75Ni15Cr9Fe (liga 600), em água de circuito primário de reator de água pressurizada nesses bocais. São superpostos modelos eletroquímicos e de mecânica da fratura e validados com dados obtidos em experimentos e na literatura. Na parte experimental foram utilizados resultados obtidos pelo CDTN no equipamento recém-instalado de ensaio por taxa de deformação lenta. Na literatura está proposto um diagrama que exprime a condição termodinâmica de ocorrerem diversos modos de CSTAP na liga 600: partiu-se de diagramas de potencial x pH (diagramas de Pourbaix), para a liga 600 imersa em água primária à alta temperatura (3000C a 3500C). Sobre ele, determinaram-se os submodos de corrosão, a partir de dados experimentais. Em seguida acrescentou-se uma dimensão adicional ao diagrama, correlacionando uma variável a que se denominou fração de resistência à corrosão sob tensão. No entanto, é possível acrescentar-se outras variáveis que exprimem a cinética de iniciação e/ou crescimento de trinca, provenientes de outras modelagens de CSTAP. A contribuição original deste trabalho se insere nessa fase: partindo-se de uma condição de ensaio de potencial versus pH, foram iniciadas as modelagens de um modelo empírico-comparativo, um semi-empírico-probabilístico, um de tempo de iniciação e um de taxa de deformação, a partir dos ensaios experimentais e superpostas a essa condição. Esses exprimem respectivamente a susceptibilidade à CSTAP, o tempo de falha, e nos dois últimos o tempo de iniciação de falha por corrosão sob tensão. Os resultados foram comparados com os da literatura e se mostraram coerentes. Através desse trabalho, obteve-se uma metodologia de modelagem a partir de dados experimentais.
Palavras-Chave: fracture mechanics; stress corrosion; nickel base alloys; pwr type reactors; reactor control systems; control rod drives; cracks
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IPEN-DOC 17720
- GALDINO, GABRIEL S.
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Influência do PR na microestrutura e propriedades elétricas em ligas à base de LaPrMgAlMnCoNi utilizadas em baterias de Ni-HM
/ Influence of Pr in the microstructure and electrical properties in LaPrMgAlMnCoNi based alloys for using for Ni-HM batteries
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2011.
Dissertação (Mestrado) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
78 p.
Orientador: Hidetoshi Takiishi.
DOI:
10.11606/D.85.2011.tde-03042012-140538
Abstract: Neste trabalho foram estudadas ligas La0,7-xPrxMg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 (x= 0 a 0,7) no estado bruto de fusão, para utilização em eletrodos negativos de baterias de níquel-hidreto metálico (Ni-HM). A caracterização das ligas foi realizada através das seguintes técnicas: microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difração de raios X. Foi também determinada capacidade de absorção de hidrogênio destas ligas. A hidrogenação do material foi realizada em dois processos sendo: o primeiro denominado de baixa pressão (0,2 MPa de hidrogênio e temperatura de 500ºC) e o segundo de alta pressão (1 MPa e de hidrogênio e temperatura de 25ºC). Foi observado que com o aumento do teor de Pr a capacidade de absorção de hidrogênio diminui. Para o estudo da capacidade de descarga das baterias foi utilizado um analisador digital de quatro canais e observou-se um decréscimo na capacidade de descarga das baterias com adição de praseodímio para as composições La0,7-xPrxMg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 (x= 0 a 0,3). A maior capacidade de descarga (386 mAhg-1) e estabilidade cíclica foi obtida para a liga La0,2Pr0,5Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8. Esta capacidade obtida pode estar relacionada com a maior proporção da fase LaMg2Ni9 encontrada na liga com adição de 0,5 % at. de Pr.
Palavras-Chave: praseodymium; microstructure; electrical properties; lanthanum base alloys; praseodymium base alloys; magnesium base alloys; aluminium base alloys; manganese base alloys; cobalt base alloys; nickel base alloys; nickel-hydrogen batteries; scanning electron microscopy; x-ray diffraction
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IPEN-DOC 21817
- FERREIRA, ELINER A.
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Estudo da hidrogenação para pulverização de ligas à base de terras raras com Nb para eletrodos de hidreto metálico
/ Study of hydrogenation for pulverization of rare earth alloys with nb for metal hydride electrodes
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2013.
Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
130 p.
Orientador: Rubens Nunes de Faria Júnior.
DOI:
10.11606/T.85.2016.tde-23052016-092648
Abstract: Neste trabalho foram estudadas as series de ligas La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co(0,5-x)NbxNi3,8 (x =0 a 0,5) e La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Nb(0,5-x)Ni(3,8-x) (x =0,3; 0,5 e 1,3), como eletrodo negativo de baterias de Níquel Hidreto Metálico. A pulverização das ligas foi realizada com duas pressões de H2 (2 bar e 9 bar). A capacidade de descarga das baterias de níquel hidreto metálico foi analisada pelo equipamento de testes elétricos Arbin BT-4. As ligas, no estado bruto de fusão, foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difração de raios-X. Com o aumento da concentração de nióbio nas ligas nota-se a diminuição da estabilidade cíclica das baterias e da capacidade máxima de descarga. A capacidade de descarga máxima obtida foi para a liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 (45,36 mAh) e a bateria que apresentou a melhor performance foi a liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,4Nb0,1Ni3,8 (44,94 mAh).
Palavras-Chave: primary-secondary hybrid batteries; electric batteries; chemical reactions; hydrogenation; comminution; crushing; nickel base alloys; rare earth alloys; hydrides; electrodes; electrical testing; materials handling equipment; scanning electron microscopy; x-ray diffraction
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IPEN-DOC 25959
- SOARES, EDSON P.
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Efeito das substituições de elementos de liga na decrepitação por hidrogênio e tratamentos térmicos nas características físico-químicas das ligas de Ni-MH
/ Effect of replacement of alloying elements in decreptation by hydrogen and annealing treataments on physical-chemistry characteristcs Ni-MH alloys
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2019.
Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
174 p.
Orientador: Hidetoshi Takiishi.
DOI:
10.11606/T.85.2019.tde-07082019-110056
Abstract: Neste trabalho, avaliou-se o efeito da substituição parcial do Ni pelos elementos Co, Cu e Sn, e do La e Mg pelo Pr em ligas do tipo AB5 para as ligas nominais La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Cu0,5Ni3,8, La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 e La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Sn0,5Ni3,8, La0,7Pr0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8, Pr0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 sem e com tratamento térmico de 750° e 850°C por 9 e 16 horas. Estas ligas absorvedoras de hidrogênio foram utilizadas como material ativo em eletrodos negativos de baterias de Ni-HM. Avaliou-se a influência destas substituições e do tratamento térmico na microestrutura e nas propriedades eletroquímicas nas ligas. A substituição parcial do Ni pelo Co com o tratamento térmico de 750°C por 16 horas apresentou duas novas fases Al6Mn e PrCo13. Na substituição parcial do Ni pelo Sn formou a fase LaNi2Sn2 na liga. Utilizou-se caracterização de raios-X com refinamento de Rietveld para quantificar as fases em cada composição. Mediu-se a absorção de hidrogênio utilizando um Aparato Sieverts para obtenção das curvas PCT. Observou-se que as ligas La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 e La0,7Pr0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 apresentaram as melhores capacidades de absorção de hidrogênio. Verificou-se o comportamento destas ligas na capacidade de descarga, estabilidade cíclica das baterias de Ni-HM. Comparando as ligas, a maior capacidade de descarga medida foi para a substituição parcial do Ni pelo Co, alcançando 406,1 mAh após o tratamento térmico de 850° C por 16 horas. A melhor capacidade de absorção obtida na analise de PCT, foi para a liga La0,7Pr0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 com valor de H/M de 0,980. Também, foi avaliada uma correlação das propriedades eletroquímicas com a capacidade de absorção obtida na analise da curva PCT.
Palavras-Chave: nickel base alloys; nickel hydrides; hydrogen compounds; electric batteries; electrochemical cells; annealing; surface treatments; physical chemistry; pile replacement techniques; noise pollution
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IPEN-DOC 20959
- CASINI, JULIO C.S.
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Influência da substituição do cobalto por estanho e cobre na microestrutura e propriedades elétricas em ligas a base de LaMgAlMnCoNi
/ Influence of replacement of cobalt by tin and copper on microstructure and electrical properties of LaMgAlMnCoNi based alloys
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2015.
Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
114 p.
Orientador: Hidetoshi Takiishi.
DOI:
10.11606/T.85.2015.tde-16092015-102833
Abstract: Neste trabalho, avaliou-se inicialmente o efeito da substituição de elementos em ligas à base de LaMgAlMnCoNi do tipo AB5 com adição de estanho (Sn) e cobre (Cu) em substituição ao cobalto (Co), para utilização em ligas absorvedoras de hidrogênio e em eletrodos negativos de baterias de Ni-HM. Avaliou-se a influência desta substituição na microestrutura do material. Notou-se que o aumento da concentração de estanho promove a formação da fase LaNiSn nas ligas, bem como a diminuição das duas fases principais: LaNi5 e (La,Mg)Ni3. Adicionalmente, utilizou-se o refinamento de Rietveld para quantificar as fases em cada composição. Posteriormente, propôs-se um estudo da absorção de hidrogênio. Notou-se que a liga com cobalto apresentou a melhor capacidade de absorção de hidrogênio. Ademais, verificou-se o comportamento destas ligas na capacidade de descarga, estabilidade cíclica e na alta taxa de descarga de baterias de Ni-HM. A maior capacidade de descarga medida foi para a liga de cobalto, atingindo 337,1 mAh/g. Notou-se, posteriormente uma melhora na estabilidade cíclica das baterias com o aumento do teor de cobre. Além disso, observou-se que a alta taxa de descarga apresenta melhores valores com a adição de cobre na composição. Por fim, avaliou-se o efeito da susceptibilidade a corrosão. Notou-se que o estanho promove um aumento na resistência à corrosão das ligas em eletrólito alcalino.
Palavras-Chave: cobalt; tin; copper; microstructure; electrical properties; lanthanum base alloys; aluminium base alloys; manganese base alloys; cobalt base alloys; nickel base alloys; hydrogen; absorption; electrodes; electric batteries; corrosion; x-ray diffraction
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IPEN-DOC 25574
- OLIVEIRA JUNIOR, CLOVIS de
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Estudo do comportamento mecânico em baixas temperaturas do Inconel 625 encruado
/ Studying the mechanical behavior of Inconel 625 cold drawn in low temperatures
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2018.
Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
90 p.
Orientador: Antonio Augusto Couto.
DOI:
10.11606/D.85.2019.tde-06022019-111257
Abstract: As recentes descobertas de reservas de petróleo no pré-sal, representam uma grande oportunidade e desafio para a Petrobrás e demais indústrias de exploração e extração do petróleo. As exigências quanto aos materiais mais resistentes à corrosão e que conciliam boa resistência mecânica são cada vez maiores, devido aos constantes esforços dinâmicos que os equipamentos estarão sujeitos, pois os componentes estruturais serão submetidos à grande lâmina de água, ocorrência que as companhias exploradoras terão que superar. A otimização de materiais e equipamentos que podem melhorar a performance nas explorações do pré-sal tem sido a grande busca do setor nos últimos anos, muitos deles precisam ser testados e atestados quanto sua resistência à propagação de trincas, uma vez que, serão submetidos a oscilações devido as movimentações das marés e as condições de alta severidade a que serão expostos. Para suportar as condições de exposições com H2S, resistência a corrosão por pitting e resistência mecânica, porcas e parafusos têm sido fabricados com o Inconel 625, essas peças são estruturais e de extrema importância para a prospecção do petróleo. Após todas as etapas de fabricação, conformação, tratamento térmico e laminação a frio, o material foi caracterizado, realizou-se ensaio de metalografia que apresentou tamanhos de grão 7 e 8 conforme norma ASTM E112. Uma das premissas para a realização desse trabalho está nas condições que o material será exposto em situações acidentais, conforme informações da própria Petrobrás, em caso de vazamentos, os do tipo estruturais podem ser submetidos a temperaturas criogênicas de -100°C, -120°C e até -190°C devido ao vazamento de gases. Assim, o material foi caracterizado em temperaturas criogênicas através dos ensaios de tração, impacto e de CTOD. No ensaio de tração foi observado para as diferentes temperaturas criogênicas que apesar do aumento na resistência do material, da ordem de 787 MPa, o Inconel 625 manteve um alongamento acima de 40%. Nos resultados de Impacto a tenacidade se manteve acima de 200 J e não foi notada a curva de transição dúctil-frágil, mesmo para temperaturas tão baixas. No ensaio de CTOD utilizou-se corpos de prova de flexão (SENB) no ensaio de tenacidade à fratura, de acordo com a norma ASTM E1290.A componente plástica da abertura da boca do entalhe na temperatura de -190°C, pior caso, se manteve em 1,52 mm em média. Mediante a todos os resultados obtidos, pode-se afirmar que o aumento da resistência do Inconel 625 pelo processo de encruamento, não impossibilita sua aplicação para temperaturas criogênicas, mantendo sua capacidade de se deformar apreciavelmente antes de se romper.
Palavras-Chave: inconel 625; nickel base alloys; heat resisting alloys; tensile properties; mechanical properties; dewars; temperature measurement; cold working; drawing; crack propagation; thermal cracking; defects; forging; heat treatments
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IPEN-DOC 24471
- OLIVEIRA, MAURO M. de
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Efeito da nitretação a plasma no comportamento mecânico do Inconel 625 em temperaturas elevadas
/ High temperature mechanical behavior of plasma-nitrided Inconel 625 superalloy
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2017.
Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
120 p.
Orientador: Antonio Augusto Couto.
DOI:
10.11606/T.85.2018.tde-23022018-092059
Abstract: As superligas a base de níquel apresentam limitações para uso em temperaturas acima de 600 °C. Por este motivo, os revestimentos protetivos podem ser usados como barreiras para evitar a propagação de nucleação e fissuras. O presente trabalho tem por objetivo avaliar as propriedades mecânicas em altas temperaturas de amostras nitretadas por plasma da superliga INCONEL 625 foram realizados ensaios de tração e fluência em amostras com e sem tratamento. Nos ensaios de tração, nas temperaturas de 200 a 700 °C, o material apresentou uma oscilação nos valores de tensão a partir do início da deformação plástica. Este comportamento da curva tensão-deformação serrilhada pode estar associado com a difusão de um soluto intersticial ou pela difusão de átomos substitucionais ou pelo envelhecimento da deformação dinâmica (DSA). Em 600 °C, o aumento da taxa de deformação promoveu um aumento da amplitude e da frequência de oscilação da tensão. Sob níveis de tensões intermediários ou elevados o mecanismo de fluência dominante da liga Inconel 625 foi por escorregamento de discordâncias mostrando-se semelhante ao de muitos metais puros e ligas de soluções sólidas.
Palavras-Chave: inconel 625; titanium alloys; nickel base alloys; mechanical properties; materials testing reactors; thermal analysis; high-temperature fuel cells; corrosion resistant alloys; fracture mechanics; stress intensity factors; crack propagation; creep; nitrogen; plasma; heat treatments; x-ray spectrometers; x-ray diffraction; electron spectroscopy
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