EN ISO 2626 Essai de fragilisation par l'hydrogène du cuivre - Détermination de la taille moyenne des grains

La norme EN ISO 2626 « Essai de fragilisation par l'hydrogène du cuivre – Détermination de la taille moyenne des grains », élaborée par l'Organisation internationale de normalisation (ISO) et publiée ultérieurement comme norme européenne dans le cadre des efforts d'harmonisation, s'applique aux cuivres exempts d'oxydes et d'oxygène à haute conductivité. La fragilisation est mise en évidence par flexion serrée ou en flexion inverse, ou par examen microscopique.

En principe, un échantillon est préparé et chauffé sous atmosphère d'hydrogène. Si du dioxygène est présent dans le métal, une réaction se produit, provoquant sa fragilité. L'échantillon est ensuite refroidi à l'abri de l'air. La fragilité est alors mise en évidence par un essai de flexion serrée ou de flexion inverse, ou par un examen microscopique.

Les échantillons de test sont préparés comme suit :

• Éprouvette de flexion fermée : cette éprouvette doit présenter une longueur ou une section transversale adéquate, ou une épaisseur ou un diamètre approprié ne dépassant pas 12 mm. Ses bords doivent être arrondis et lisses. Les éprouvettes qui ne sont pas des sections transversales complètes doivent comporter une portion de la surface d’origine du matériau.
• Éprouvette pour essai de flexion inverse : cette éprouvette doit avoir une longueur appropriée et son épaisseur ou son diamètre ne doit pas excéder 2,5 mm. Ses bords doivent être arrondis et lisses. Les éprouvettes qui ne sont pas en section transversale complète doivent comporter une portion de la surface d’origine du matériau.
• Échantillon pour examen microscopique : cet échantillon doit être de taille appropriée et inclure la surface extérieure du matériau sur au moins une face.

L'échantillon préparé est chauffé pendant 30 minutes dans un four maintenu à une température comprise entre 825 et 875 degrés Celsius et contenant au moins 10 % d'hydrogène, puis refroidi dans l'atmosphère du four ou par refroidissement rapide par immersion dans l'eau.

Le test de vulnérabilité est effectué comme suit :

• Essai de pliage fermé : L’essai de pliage fermé est réalisé à température ambiante. L’éprouvette est pliée sous une pression constante appliquée perpendiculairement à sa longueur jusqu’à ce que ses extrémités atteignent la position indiquée sur la figure. La surface initiale du matériau doit se trouver à l’extérieur de la zone de pliage.

Le processus de pliage se déroule normalement en deux étapes.

• Pour la première étape, n'importe laquelle des méthodes décrites dans la norme ISO/R 398 peut être utilisée pour plier l'éprouvette en forme de V. Le choix de la méthode détermine la longueur minimale de l'éprouvette.
• Dans un second temps, les deux branches de l'éprouvette sont fixées, par exemple dans un étau, afin d'appliquer une pression constante sur l'extrémité ouverte du profilé en V. Après le pliage, la surface étirée est inspectée visuellement pour détecter d'éventuelles fissures.

• Examen microscopique : L’éprouvette est découpée de façon à ce que ses surfaces extérieures se croisent à angle droit. La section est polie, attaquée chimiquement si nécessaire, puis examinée au microscope à un grossissement de 200x afin de déceler des signes de fragilité, tels qu’un dégagement gazeux ou une structure à grains ouverts.

En résumé, la norme EN ISO 2626 définit une méthode d'essai pour la détection de la fragilisation par l'hydrogène dans certains types de cuivre. Cette méthode est particulièrement applicable aux matériaux suivants :

• cuivre désoxygéné
• Cuivres à haute conductivité en l'absence d'oxygène.

La fragilisation par l'hydrogène est un phénomène où le cuivre absorbe l'hydrogène (par exemple, lors d'un recuit sous atmosphère hydrogénée), ce qui peut entraîner une fragilisation et des fissures, notamment lorsque le matériau est ensuite étiré ou plié. Des essais permettent d'évaluer la sensibilité du matériau à ce problème.

Le test consiste à exposer des échantillons de cuivre à une atmosphère d'hydrogène à haute température, puis à appliquer une contrainte mécanique (généralement une flexion) afin de révéler toute fragilité par l'apparition de fissures.

Cette norme d'essai des matériaux porte sur le contrôle qualité de la production et de la transformation du cuivre. Elle est utilisée pour la fabrication et l'assurance qualité des produits en cuivre destinés aux applications électriques, électroniques et autres applications à haute conductivité où la ductilité et la fiabilité du matériau sont essentielles.

La norme EN ISO 2626 est importante car elle fournit une méthode normalisée et fiable pour détecter la fragilisation par l'hydrogène dans le cuivre à haute conductivité. Cette méthode garantit la qualité, la sécurité et les performances des matériaux dans les applications critiques.

Les principales raisons pour lesquelles cette norme est jugée nécessaire sont les suivantes :

• Elle prévient les défaillances inattendues : le cuivre, matériau fragile, peut se rompre subitement en cours d’utilisation. Ceci est inacceptable dans les câbles électriques, les barres omnibus, les échangeurs de chaleur, les composants électroniques, les canalisations d’eau et les pièces automobiles ou aérospatiales où l’intégrité mécanique et la conductivité sont essentielles.
• Contrôle qualité en production : Le traitement du cuivre (fusion, coulée, recuit) peut contenir ou libérer de l’oxygène résiduel. Des tests permettent de vérifier que le matériau a été correctement désoxygéné et qu’il est résistant à la contamination par l’hydrogène. En l’absence de méthode normalisée, fabricants et acheteurs ne disposent pas d’un moyen uniforme d’évaluer ce risque.
• Elle garantit la répétabilité et la comparabilité : cette norme définit des conditions d’essai précises (exposition à l’hydrogène, température, durée, procédure de pliage et critères d’inspection). Ceci assure des résultats cohérents entre les laboratoires, les fournisseurs et les pays.
• Il facilite la sélection des matériaux et le contrôle des procédés : il permet de distinguer le cuivre sans oxygène ou à faible teneur en oxygène des matériaux susceptibles de se fragiliser. Il oriente les décisions relatives aux atmosphères de recuit (par exemple, en évitant l’hydrogène en présence d’oxygène) et aux applications de post-traitement.
• Exigences légales et industrielles : De nombreuses normes de produits et spécifications clients font référence à cette norme pour répondre aux critères de qualité, de sécurité et de fiabilité dans les applications électriques, électroniques et mécaniques.

En conclusion, la norme EN ISO 2626 est essentielle car la fragilisation par l'hydrogène est un problème insidieux et souvent négligé dans le cuivre. Cette norme transforme un risque métallurgique complexe en un test simple et reproductible qui préserve les performances du produit, la sécurité de l'utilisateur et la réputation du fabricant.

Depuis de nombreuses années, notre organisme, fort d'une équipe compétente et expérimentée, comprend les besoins de ses clients, leur fournit les services d'essais avancés requis et les accompagne dans la mise en place, l'application et l'amélioration de leurs systèmes de management. Dans ce cadre, nous proposons également des services d'essais conformes à la norme EN ISO 2626.