S/TEM examination and nanomechanical response of W-Eurofer joints brazed with Cu interlayers

Abstract

En este artículo se realiza un estudio preliminar a microescala de una unión soldada de dos materiales que conformarán los futuros reactores de fusión. El tungsteno actuará como material de revestimiento del plasma unido a una estructura hecha de algún acero ferrítico-martensítico de activación reducida (acero tipo Eurofer). El proceso de soldadura propuesto introduce cobre como material de relleno y desarrolla el proceso térmico en una atmósfera de alto vacío a 1135 ◦C durante 10 min. La microestructura resultante se caracteriza por formar una capa de difusión en contacto con el material base de tungsteno constituido por W, Fe y Cr. Además, se forma una fase rica en hierro entre la capa de difusión y la región de soldadura de Cu. Esta banda de acero presentó dos estructuras diferentes: una estructura típica de listones de martensita y otra sin ella. En el centro de la banda de acero, los listones son reemplazados por una matriz más homogénea donde el cobre precipita nucleado debido a su enriquecimiento en este elemento durante el proceso de soldadura. Cabe destacar la presencia de dislocaciones y tensiones residuales en todas las diferentes fases que aparecen asociadas al proceso de soldadura fuerte. Esta presencia de tensiones de dislocación muestra como el análisis nanomecánico incrementa los valores de módulo y dureza de la banda de acero respecto al material base Eurofer. La capa de difusión presenta los valores más elevados en la caracterización mecánica debido a su morfología y a los componentes que la constituyen.