ASTM F1624 fragilização pelo hidrogênio de materiais metálicos de alta resistência
A norma ASTM F1624 descreve um método de ensaio acelerado para avaliação da suscetibilidade de materiais metálicos de alta resistência quanto à falha retardada causada por fragilização pelo hidrogênio.
Objetivo & Área de Aplicação Princípio do Ensaio Tipos de Amostras Sistemas de Ensaio Adequados Projetos Interessantes de Clientes
Descrição da norma ASTM F1624
A norma ASTM F1624 descreve um método de ensaio acelerado (carga de tração ou carga de flexão) para determinação da suscetibilidade de aços a uma falha retardada como é causada pelo hidrogênio. Isso é feito por meio da determinação do momento de início de crescimento sub-crítico de trinca (em inglês: subcritical crack growth, SCG). O tempo de ensaio é normalmente menor do que o tempo conforme ASTM F519. O ensaio é realizado ao ar para medição se hidrogênio residual está presente no aço em decorrência do processamento (em inglês: Internal Hydrogen Embrittlement, IHE), ou em um ambiente controlado para medição do efeito do hidrogênio que oriunda de fontes de hidrogênio externas (em inglês: Environmental Hydrogen Embrittlement, EHE).
- Ele mede quantitativamente os parâmetros de tensão utilizados em uma análise de construção ou análise de erros considerando os efeitos de impactos ambientais, inclusive os que surgem durante o processamento (por ex. chapeamento).
- Para os processos de chapeamento é utilizado δth-IHE para especificar a tensão operacional máxima.
- Para elementos de fixação (em inglês: Fasteners) é utilizado δth-IHE para especificar a carga máxima durante a instalação e operação com o objetivo de evitar a falha precoce.
Princípio de ensaio conforme ASTM F1624
Para a determinação da tensão limite para o início do crescimento sub-crítico da trinca são necessárias no mínimo três amostras.
A primeira amostra é utilizada em um ensaio de tração conforme ASTM E8 para determinação da resistência à tração (em inglês: Fast Fracture Strength, FFS).
Na sequência são realizados no mínimo dois outros ensaios com aumento gradual da carga, inclusive tempos de espera (= ensaio de aumento de carga) – o perfil de carga depende da dureza das amostras. O aumento da carga é feito em intervalos de tempo definidos até a fratura da amostra. O índice de carga entre os níveis de carga é de 10-5 s-1 até 10-8 s-1.
O tipo de parada nos respectivos níveis é definido pelo controle por posição. Adicionalmente aos perfis de carga específicos o Pmax subsequente é fixado para cada perfil de carga em 1,1 vezes a carga limite (Pth-n) do ensaio anterior. A altura dos níveis de carga depende da carga de fratura no ensaio de tração (conforme ASTM E8) e/ou da carga de fratura do respectivo valor limite apurado anteriormente. A carga limite Pth-n é a carga registrada no último nível de carga antes do início do crescimento da trinca. O ensaio termina quando a diferença entre duas cargas limites consecutivas é ≤ 5% de PFFS.
Tipos de ensaio conforme ASTM F1624
Na norma ASTM F1624 são previstos os seguintes tipos de amostra para determinação da fragilização pelo hidrogênio:
- Amostras com entalhe conforme ASTM F519
- Amostras CT como por ex. conforme ASTM E399
Amostras com entalhe
Para a execução do ensaio conforme ASTM F1624 são utilizadas amostras entalhadas do tipo de amostra 1, conforme também descritas na norma ASTM F519:
- Tipo 1a: Entalhado, redondo, carga de tração
- Tipo 1a.1: Tamanho padrão
- Tipo 1a. 2: Tamanho grande
- Tipo 1b: Entalhado, redondo, tração, “self loading fixture“
