EN ISO 2626 Ensayo de fragilización por hidrógeno en cobre - Determinación del tamaño medio de grano

La norma «EN ISO 2626 Ensayo de fragilización por hidrógeno del cobre - Determinación del tamaño medio de grano», desarrollada por la Organización Internacional de Normalización (ISO) y publicada posteriormente como norma europea en el marco de los esfuerzos de armonización, es aplicable a cobres libres de óxido y oxígeno con alta conductividad. La fragilización se detecta mediante flexión cerrada o inversa, o mediante examen microscópico.

En principio, se prepara una muestra de ensayo y se calienta en una atmósfera que contiene hidrógeno. Si hay oxígeno presente en el metal, se produce una reacción que provoca fragilidad. A continuación, la muestra se enfría para evitar el contacto con el aire. La fragilidad se detecta mediante flexión cerrada o inversa, o mediante examen microscópico.

Las muestras de prueba se preparan de la siguiente manera:

• Probeta de ensayo de flexión cerrada: Esta probeta debe tener una longitud o sección transversal completa adecuadas, o un espesor o diámetro que no supere los 12 mm. Sus bordes deben ser redondeados y lisos. Las probetas que no tengan una sección transversal completa deben incluir una porción de la superficie original del material.
• Probeta para ensayo de flexión inversa: Esta probeta debe tener la longitud adecuada y su espesor o diámetro no debe exceder los 2,5 mm. Sus bordes deben ser redondeados y lisos. Las probetas que no sean de sección transversal completa deben incluir una porción de la superficie original del material.
• Muestra para examen microscópico: Esta muestra debe tener el tamaño adecuado e incluir la superficie exterior del material en al menos una de sus caras.

La muestra preparada se calienta durante 30 minutos en un horno mantenido a una temperatura entre 825 y 875 grados Celsius y que contiene al menos un 10 por ciento de hidrógeno, y luego se enfría en la atmósfera del horno o mediante enfriamiento rápido por inmersión en agua.

La prueba de vulnerabilidad se realiza de la siguiente manera:

• Ensayo de flexión cerrada: Este ensayo se realiza a temperatura ambiente. La probeta se dobla aplicando una presión constante perpendicular a su longitud hasta que los extremos alcanzan la posición indicada en la figura. La superficie original del material debe quedar fuera de la curvatura.

El proceso de doblado se realiza normalmente en dos etapas.

• En la primera etapa, se puede utilizar cualquiera de los métodos descritos en la norma ISO/R 398 para doblar la probeta en forma de V. La elección del método determina la longitud mínima de la probeta.
• En la segunda etapa, las dos patas de la pieza de prueba se sujetan, por ejemplo, con un tornillo de banco, para aplicar una presión constante al extremo abierto de la forma de V. Tras el proceso de doblado, se inspecciona visualmente la superficie estirada para comprobar si hay grietas.

• Examen microscópico: La muestra se corta de manera que sus superficies exteriores se crucen en ángulo recto. La sección se pule, se ataca químicamente si se desea y se examina bajo un microscopio con un aumento de 200x para detectar signos de fragilidad, como liberación de gases o estructura de grano abierto.

En resumen, la norma EN ISO 2626 define un método de ensayo para detectar la fragilización por hidrógeno en tipos específicos de cobre. Este método es particularmente aplicable a:

• Cobre desoxigenado
• Cobre de alta conductividad en ausencia de oxígeno.

La fragilización por hidrógeno es un fenómeno en el que el cobre absorbe hidrógeno (por ejemplo, durante el recocido en una atmósfera que contiene hidrógeno), lo que puede provocar fragilidad y agrietamiento, especialmente cuando el material se estira o se dobla posteriormente. Las pruebas ayudan a evaluar la susceptibilidad del material a este problema.

La prueba consiste en exponer muestras de cobre a una atmósfera de hidrógeno a altas temperaturas, seguida de la aplicación de tensión mecánica (normalmente flexión) para revelar cualquier fragilidad mediante la aparición de grietas.

Esta norma es un estándar de ensayo de materiales que se centra en el control de calidad en la producción y el procesamiento del cobre. Se utiliza en la fabricación y el aseguramiento de la calidad de productos de cobre para aplicaciones eléctricas, electrónicas y otras aplicaciones de alta conductividad donde la ductilidad y la fiabilidad del material son fundamentales.

La norma EN ISO 2626 es importante porque proporciona un método estandarizado y fiable para detectar la fragilización por hidrógeno en cobre de alta conductividad. Este método garantiza la calidad, la seguridad y el rendimiento del material en aplicaciones críticas.

Las principales razones por las que se considera necesaria esta norma son las siguientes:

• Previene fallos inesperados: el cobre, al ser frágil, puede fallar repentinamente durante su uso. Esto es inaceptable en cables eléctricos, sistemas de barras colectoras, intercambiadores de calor, componentes electrónicos, tuberías de agua y piezas de automoción o aeroespaciales, donde la integridad mecánica y la conductividad son esenciales.
• Control de calidad en la producción: El procesamiento del cobre (fundición, moldeo, recocido) puede contener o liberar oxígeno residual. Las pruebas verifican que el material se haya desoxigenado correctamente y sea resistente a la intoxicación por hidrógeno. Sin un método estandarizado, fabricantes y compradores carecen de una forma consistente de evaluar este riesgo.
• Garantiza la repetibilidad y la comparabilidad: esta norma define condiciones de ensayo precisas (exposición al hidrógeno, temperatura, tiempo, procedimiento de flexión y criterios de inspección). Esto asegura resultados consistentes entre laboratorios, proveedores y países.
• Facilita la selección de materiales y el control de procesos: ayuda a distinguir el cobre apto, libre de oxígeno o con bajo contenido de oxígeno, de los materiales propensos a la fragilidad. Además, orienta las decisiones relativas a las atmósferas de recocido (por ejemplo, evitar el hidrógeno si hay oxígeno presente) y las aplicaciones de postprocesamiento.
• Requisitos legales y del sector: Numerosas normas de productos y especificaciones de clientes hacen referencia a esta norma para cumplir con los criterios de calidad, seguridad y fiabilidad en aplicaciones eléctricas, electrónicas y mecánicas.

En conclusión, la norma EN ISO 2626 es fundamental, ya que la fragilización por hidrógeno es un problema oculto e insidioso en el cobre. Esta norma transforma un riesgo metalúrgico complejo en una prueba sencilla y reproducible que protege el rendimiento del producto, la seguridad del usuario y la reputación del fabricante.

Durante muchos años, nuestra organización, con su personal competente y experimentado, ha comprendido las necesidades de sus clientes, brindándoles los servicios de ensayo avanzados que requieren y asistiéndolos en el establecimiento, la implementación y la mejora de sus sistemas de gestión. En este marco, también ofrecemos servicios de ensayo conforme a la norma EN ISO 2626.