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rapporti - Deliverable

Comportamento di materiali innovativi “ODS” esposti a piombo liquido

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Comportamento di materiali innovativi “ODS” esposti a piombo liquido

Attività di caratterizzazione meccanica degli acciai innovativi “ODS” in relazione all’esposizione del materiale in piombo liquido per la tecnologia LMR di IV generazione.

Nel presente rapporto sono illustrate le attività svolte nel periodo di riferimento, e ne costituisce la sintesi dell’attività svolta nell’intero triennio 2009-2011 nell’ambito dello sviluppo di competenze sui reattori veloci di IV Generazione e le relative esperienze sul comportamento dei materiali. L’attività svolta è in particolare correlata alla partecipazione RSE al progetto del 7° Programma Quadro EURATOM denominato GETMAT “GEn IV and Transmutation MATerials” [2,3], avviato nel 2008 e dedicato alla caratterizzazione di alcuni materiali strutturali innovativi in relazione all’esposizione degli stessi al contatto con piombo liquido ed altri ambienti particolari che si possono avere negli impianti nucleari di Generazione IV, quali ad esempio l’irraggiamento neutronico. Nell’ambito del progetto GETMAT, RSE è coinvolta nella task focalizzata sulla valutazione dellaresistenza meccanica di tre tipi di acciai aventi medio-alto contenuto di cromo (9%, 12% e 14%) rafforzati dalla dispersione di ossido di ittrio, in relazione al contatto prolungato degli stessi con piombo liquido. La caratterizzazione degli acciai, denominati “ODS” (Oxide Dispersion Strengthened), prevede l’esposizione preliminare in piombo in un circuito a flusso controllato, seguita da prove meccaniche classiche (trazione, resilienza e creep) e di tipo innovativo (small punch). La difficoltà nella produzione delle leghe ODS hanno provocato ritardi nell’approvvigionamento dei materiali, tuttavia l’attività di RSE non è risultata ostacolata, in quanto concernente la messa a punto delle geometrie dei campioni, la lavorazione meccanica degli stessi e delle attrezzature accessorie, e lacaratterizzazione meccanica mediante tecnica small punch dei due materiali sino ad ora disponibili (14% e 12% Cr) e dell’acciaio P91 (storicamente uno dei primi a medio tenore di cromo), non esposti al flusso di piombo liquido. Dalle prove eseguite sono emerse buone indicazioni in termini di ripetibilità, ed è stato possibile effettuare un’analisi dell’anisotropia del materiale, che ha riportato risultati in linea con quanto evidenziato da prove convenzionali effettuate dai partner del progetto. In particolare, sono stati eseguiti test a temperatura ambiente, la cui modellazione agli elementi finiti dovrebbe permettere di ricavare le caratteristiche tensili, in genere ottenibili da prove di trazioneconvenzionali, tramite small punch senza l’utilizzo di equazioni empiriche di correlazione.

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