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PhD Thesis, David Pazos

Davis Pazos

David Pazos

 

Título: Optimización de aceros ferríticos ODS mediante la ruta pulvimetalúrgica STARS para aplicaciones de fusion nuclear

Directora: Nerea Ordás

Presidente del tribunal de la tesis : Iñigo Iturriza

 

Resumen:

Los aceros inoxidables ferríticos ODS ofrecen excelentes propiedades para ser empleados en los futuros reactores de fusión nuclear, así como para revestimientos de tubos de reactores de IV generación de fisión nuclear. Estos materiales se caracterizan por ser muy estables a altas temperaturas, poseer buenas propiedades contra la corrosión, gran tolerancia a la irradiación por neutrones y, elevada resistencia al creep. Todo esto se debe a la gran densidad de pequeños nano-precipitados distribuidos por toda la matriz que actúan como barrera para el movimiento de dislocaciones y estabilizan la microestructura del material.

El trabajo que se presenta en esta tesis es la línea que continua la investigación basada en la ruta pulvimetalúrgica STARS de procesamiento de aceros ferríticos ODS. Esta tesis va a optimizar todos los procesos de la ruta mencionada, desde la atomización hasta los tratamientos termomecánicos; intentando escalar industrialmente todos los pasos. Para ello, en primer lugar, los procesos de atomización se han llevado a cabo en Ceit y en la empresa TLS – Technik Spezialpulver; empresa en la que se han llegado a obtener lotes de hasta 150 kg de polvo. Las atomizaciones se han caracterizado analizando la distribución de tamaños de partícula, su composición y su morfología mediante microscopía electrónica, así como sus propiedades físicas.

Se ha realizado un exhaustivo estudio sobre el comportamiento del polvo atomizado frente a los distintos tratamientos de oxidación. Se han estudiado sus cinéticas así como las tendencias que presenta el material frente dicho tratamiento. El estudio se ha completado mediante la técnica de XPS y XAS, el cual ha permitido conocer la composición química de los distintos óxidos formados en el material.

La consolidación del polvo se ha realizado mediante el proceso de HIP. El estudio de esta parte de la ruta de fabricación se ha dividido en dos vías: temperaturas altas y temperaturas bajas de consolidación. Los resultados se han analizado mediante SEM, EBSD, TEM (con la ayuda de

Ciemat y el departamento de física de la Universidad Carlos III) y XAS (con la ayuda del instituto de física del estado sólido de la Universidad de Latvia).

El procesado termomecánico (laminación) se ha estudiado mediante ensayos de dilatometría y compresión plana para conocer los diferentes procesos de ablandamiento que pueden tener lugar y ver cuáles son las mejores condiciones para escalar el estudio a muestras laminadas en OCAS, centro adherido al grupo ArcelorMittal.

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