Ensaio de fragilização por hidrogênio em cobre, conforme a norma EN ISO 2626 - Determinação do tamanho médio do grão.

A norma “EN ISO 2626 Ensaio de fragilização por hidrogênio do cobre - Determinação do tamanho médio do grão”, desenvolvida pela Organização Internacional de Normalização (ISO) e posteriormente publicada como norma europeia no âmbito dos esforços de harmonização, aplica-se a cobres isentos de óxidos e oxigênio com alta condutividade. A fragilização é revelada por flexão fechada ou flexão reversa, ou por exame microscópico.

Em princípio, uma amostra de teste é preparada e aquecida em um ambiente contendo hidrogênio. Se houver oxigênio presente no metal, ocorre uma reação que causa fragilidade. A amostra de teste é então resfriada para que não entre em contato com o ar. A fragilidade é então revelada por flexão fechada ou flexão reversa, ou por exame microscópico.

As amostras para teste são preparadas da seguinte forma:

• Corpo de prova para ensaio de flexão fechada: Este corpo de prova deve ter comprimento adequado ou seção transversal completa, ou espessura ou diâmetro adequados, não excedendo 12 mm. Suas bordas devem ser arredondadas e lisas. Corpos de prova que não sejam seções transversais completas devem incluir uma porção da superfície original do material.
• Corpo de prova para ensaio de flexão reversa: Este corpo de prova deve ter comprimento adequado e sua espessura ou diâmetro não deve exceder 2,5 mm. Suas bordas devem ser arredondadas e lisas. Corpos de prova que não apresentem seção transversal completa devem incluir uma porção da superfície original do material.
• Amostra para exame microscópico: Esta amostra deve ter tamanho apropriado e incluir a superfície externa do material em pelo menos uma face.

A amostra preparada é aquecida durante 30 minutos em um forno mantido a uma temperatura entre 825 e 875 graus Celsius e contendo pelo menos 10% de hidrogênio, e então resfriada na atmosfera do forno ou por resfriamento rápido através da imersão em água.

O teste de vulnerabilidade é realizado da seguinte forma:

• Teste de dobramento fechado: O teste de dobramento fechado é realizado à temperatura ambiente. O corpo de prova é dobrado com pressão constante aplicada em um ângulo reto em relação ao seu comprimento até que as extremidades atinjam a posição mostrada na figura. A superfície original do material deve estar fora da dobra.

O processo de curvatura é normalmente realizado em duas etapas.

• Na primeira etapa, qualquer um dos métodos apresentados na norma ISO/R 398 pode ser utilizado para dobrar o corpo de prova em forma de V. A escolha do método determina o comprimento mínimo do corpo de prova.
• Na segunda etapa, as duas pernas da peça de teste são fixadas, por exemplo, em uma morsa, para aplicar pressão constante na extremidade aberta da forma em V. Após o processo de curvatura, a superfície esticada é inspecionada visualmente para verificar a presença de rachaduras.

• Exame microscópico: A amostra é cortada de forma que suas superfícies externas se cruzem em ângulos retos. A seção é polida, atacada quimicamente se desejado e examinada ao microscópio com aumento de 200x para detectar sinais de fragilidade, como liberação de gás ou estrutura de grãos aberta.

Resumidamente, a norma EN ISO 2626 define um método de ensaio para detecção de fragilização por hidrogênio em tipos específicos de cobre. Este método é particularmente aplicável a:

• Cobre desoxigenado
• Cobre com alta condutividade na ausência de oxigênio.

A fragilização por hidrogênio é um fenômeno no qual o cobre absorve hidrogênio (por exemplo, durante o recozimento em uma atmosfera contendo hidrogênio), podendo levar à fragilidade e ao surgimento de fissuras, especialmente quando o material é posteriormente esticado ou dobrado. Os testes ajudam a avaliar a suscetibilidade do material a esse problema.

O teste consiste em expor amostras de cobre a uma atmosfera de hidrogênio em altas temperaturas, seguida da aplicação de tensão mecânica (normalmente flexão) para revelar qualquer fragilidade através do aparecimento de fissuras.

Esta norma é um padrão de ensaio de materiais com foco no controle de qualidade na produção e processamento de cobre. Ela é utilizada na fabricação e garantia da qualidade de produtos de cobre para aplicações elétricas, eletrônicas e outras de alta condutividade, onde a ductilidade e a confiabilidade do material são críticas.

A norma EN ISO 2626 é importante porque fornece um método padronizado e confiável para detectar a fragilização por hidrogênio em cobre altamente condutor. Esse método garante a qualidade, a segurança e o desempenho do material em aplicações críticas.

Os principais motivos pelos quais esta norma é considerada necessária são os seguintes:

• Isso evita falhas inesperadas: o cobre, por ser frágil, pode falhar repentinamente durante o uso. Isso é inaceitável em cabos elétricos, sistemas de barramento, trocadores de calor, componentes eletrônicos, tubulações de água e peças automotivas ou aeroespaciais, onde a integridade mecânica e a condutividade são essenciais.
• Controle de qualidade na produção: O processamento do cobre (fusão, fundição, recozimento) pode conter ou liberar oxigênio residual. Os testes verificam se o material foi devidamente desoxigenado e se é resistente à doença do hidrogênio. Sem um método padronizado, fabricantes e compradores não têm uma maneira consistente de avaliar esse risco.
• Garante repetibilidade e comparabilidade: esta norma define condições de teste precisas (exposição ao hidrogênio, temperatura, tempo, procedimento de dobramento e critérios de inspeção). Isso assegura resultados consistentes entre laboratórios, fornecedores e países.
• Auxilia na seleção de materiais e no controle de processos: ajuda a distinguir cobre adequado, livre de oxigênio ou com baixo teor de oxigênio, de materiais propensos à fragilidade. Orienta decisões relativas a atmosferas de recozimento (por exemplo, evitar hidrogênio na presença de oxigênio) e aplicações de pós-processamento.
• Requisitos legais e da indústria: Muitas normas de produtos e especificações de clientes fazem referência a esta norma para atender aos critérios de qualidade, segurança e confiabilidade em aplicações elétricas, eletrônicas e mecânicas.

Em conclusão, a norma EN ISO 2626 é crucial porque a fragilização por hidrogênio é um problema oculto e insidioso no cobre. Essa norma transforma um risco metalúrgico complexo em um teste simples e repetível que protege o desempenho do produto, a segurança do usuário e a reputação do fabricante.

Há muitos anos, nossa organização, com sua equipe competente e experiente, compreende as necessidades de seus clientes, fornecendo os serviços avançados de ensaio que eles exigem e auxiliando-os no estabelecimento, implementação e aprimoramento de sistemas de gestão. Nesse contexto, também oferecemos serviços de ensaio em conformidade com a norma EN ISO 2626.