Caracterización de un acero español de activación reducida mediante el uso de probetas miniatura

Resumen

En la actualidad el desarrollo y la evolución de las tecnologías de producción energética, y en especial las de origen nuclear, han provocado la aparición de una gran variedad de materiales tanto estructurales como funcionales. Esta nueva generación debe de ser capaz de operar de forma efectiva y viable en las nuevas condiciones de servicio que se plantean, debido a que en la mayoría de los diseños, estos nuevos reactores, combinan altas dosis de radiación neutrónica con elevadas temperaturas y presencia de metales líquidos. En el campo de la Fusión esta necesidad de nuevos materiales se hace aun más necesaria debido a la directriz, por diseño, de que los materiales empleados posean tiempos de actividad radiológica de tan solo unos pocos de cientos de años, lo que ha propiciado la aparición de los denominados Aceros Ferríticos/Martensíticos de Activación Reducida (RAFM, Reduced Activation Ferritic/Martensitic). Estos aceros deben combinar una química muy específica, que les permite clasificarse como residuos de ¿clase C¿ una vez terminada su exposición a radicación neutrónica, con unas óptimas propiedades mecánicas que les permita operar en unas condiciones de servicio muy agresivas. La producción de esta nueva generación requiere procesos muy específicos y complejos lo que provoca que el coste, ya a nivel de laboratorio, sea bastante elevado. Esto unido a la continua evolución y mejora tanto de sus propiedades mecánicas como micro-estructurales, ha desembocado en la aparición de nuevas morfologías de probeta y de nuevas tecnologías de ensayo que permiten reducir al máximo el volumen de material necesario. Esta vía de evolución converge completamente con la necesidad, a su vez, de analizar los efectos de exposición a niveles de radiación neutrónica cada vez más elevados, y de reducción de residuos radiológicos. Todo esto ha propiciado que en las últimas décadas no solo un gran número de nuevos materiales viera la luz, sino que a su vez se han desarrollado nuevas técnicas de ensayo, como por ejemplo la nanoindentación o el ensayo por micro-punzonado (Small Punch), capaces no solo de evaluar las capacidades estructurales de dichos materiales para diferentes condiciones de operación, sino que se están intentando implantar en protocolos de análisis de servició gracias al escaso volumen que necesitan. En base a lo cual la presente tesis doctoral pretende caracterizar un nuevo acero 9Cr Ferrítico /Martensítico de Activación Reducida producido íntegramente en España, gracias a la colaboración de la Fundación ITMA y del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), y al amparo del proyecto TECNO_FUS CONSOLIDER INGENIO 2010. Dicha caracterización tiene una doble intención, por un lado demostrar las capacidades de la industria acerera española de producir materiales estructurales capaces de operar en reactores de Fusión, y por otro lado demostrar las capacidades y virtudes del uso de probetas no estandarizadas a través del uso de probetas subdimensionadas y del desarrollo de utillajes para la realización de ensayos de micro-punzonado o Small Punch.