Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 48, Numéro C8, Décembre 1987
Fifth European Conference on Internal Friction and Ultrasonic Attenuation in Solids
Page(s) C8-275 - C2-280
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:1987839
Fifth European Conference on Internal Friction and Ultrasonic Attenuation in Solids

J. Phys. Colloques 48 (1987) C8-275-C2-280

DOI: 10.1051/jphyscol:1987839

DETECTION OF OXYGEN CONTENT IN A BETA-ZIRCONIUM BASED ALLOY BY INTERNAL FRICTION

H.A. PERETTI et A.A. GHILARDUCCI DE SALVA

Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Energía Atómica, RA-8400 S.C. de Bariloche, R.N. Argentina


Résumé
Le frottement intérieur peut être une méthode alternative et non destructive pour contrôler la quantité de gaz dans les métaux par le moyen du pic de relaxation de Snoek dans les métaux b.c.c. Dans notre travail, des études préliminaires sont présentées dans un alliage β-Zr-8 %pd Nb-1 %pd Al (bcc) avec un contenu d'impurités de base de 570 ppm en poids d'Oxygène, 67 ppm de Nitrogène et 29 ppm d'Hydrogène. Des échantillons dopés avec 173 et 210 ppm d'O additionels, et 345 ppm de N additionels ont été mesurés. Pendant les premières montées, de la température ambiente jusqu'à 450°C, les spectres de frottement intérieur se caractérisent par les effets suivants : a) Un pic P1 situé à 325°C (25 Hz) pour l'échantillon avec le contenu gazeux de base. La température du pic est sensible au contenu d'O : elle descend de 120°C pour 210 ppm additionels. A l'envers, elle n'est que légèrement affectée par le N : elle augmente de 10°C pour 345 ppm additionels. b) Un pic P2 à 360°C (22 à 27 Hz), avec une hauteur croissante avec le contenu d'O. L'énergie d'activation d'environ 1.75eV est de l'ordre de grandeur de la diffusion de l'O dans la phase β des alliages de Zr. En conséquence, et par d'autres caractéristiques, on conclut que ce pic est un pic de Snoek. c) Un pic P3 à 400°C (20 a 27 Hz), qui présente un comportement similaire à un pic des joints de grains. Les paramètres ne dépendent pas du contenu d'O. On arrive à la conclusion suivante : le pic P1 peut être potentiellement meilleur que le pic P2 pour tester l'O après traitements thermo-mécaniques pendant la route d'élaboration de ces alliages.


Abstract
Internal Friction coulb be an alternative and non-destructive method for checking the gas content in metals by using the Snoek relaxation peak occuring in bcc metals. In this work, preliminary internal friction measurements are presented in a β-Zr-8 wt% Nb-1 wt% Al alloy (bcc) containing a basic impurity level of 570 wt ppm Oxygen, 67 ppm Nitrogen and 29 ppm Hydrogen. Samples with additional 173 and 210 ppm O, and 345 additional N are also measured. During the first heatings from room temperature to 450°C, the internal friction spectra are described by the following effects : a) A peak P1 placed at 325°C (25 Hz) for samples with a basic gas impurity content. The peak temperature is shown to be sensitive to the O content, since for additional 210 ppm it shifts 120°C downwards. Conversely, an additional 345 ppm N affects the peak temperature sligthly by shifting it upwards by 10°C. b) A peak P2 located around 360°C (22 to 27 Hz), with its maximum increasing with the O content. Its activation energy (about 1.75eV) is of the order of the one for O diffusion in beta Zr based alloys. From these and other characteristics we assume that this is a Snoek peak. c) A peak P3 placed at 400°C (20 to 27 Hz) presenting a similar behaviour as a grain boundary peak. The P3 parameters do not change with the O content. Potentially the P1 peak could be used better than P2 for controlling the picking up of O after thermo-mechanical processes during the fabrication of this type of alloys.