On le sait, plus la teneur en carbone de l’acier est élevée, plus il est dur. Lorsque du carbone est ajouté à l’acier, le carbure de fer précipite. À mesure que la teneur en carbone augmente, le taux de retrait de l’hydrogène augmente, tandis que le taux de diffusion de l’hydrogène diminue considérablement. Un contrôle efficace des carbures dans la microstructure est essentiel lors de l'utilisation d'acier à moyenne ou haute teneur en carbone pour les composants et les arbres. Les aciers à moyenne et haute teneur en carbone sont largement utilisés dans de nombreuses applications. Pour l’ingénieur de transformation, les tiges à plus forte teneur en carbone sont sujettes à de multiples fissures.
Les expériences électrochimiques montrent que la réaction de dissolution anodique autour de la matrice est accélérée par les composés Fe-C. La fraction volumique de carbure de fer dans la microstructure augmente la faible surrésistance à l'hydrogène du carbure duplex. La surface de l’acier est facile à produire et à adsorber l’hydrogène. Les atomes d'hydrogène pénètrent dans l'acier et la fraction volumique peut augmenter. Enfin, la résistance du matériau à la fragilisation par l'hydrogène peut être considérablement réduite. La réduction significative de la résistance à la corrosion et de la fragilisation par l'hydrogène de l'acier à haute résistance est non seulement préjudiciable aux propriétés de l'acier, mais limite également considérablement l'application de l'acier. Par exemple, lorsque l'acier automobile est exposé à divers environnements corrosifs tels que les chlorures, des fissures par corrosion sous contrainte (SCC) devraient se produire sous pression, ce qui constituera une menace sérieuse pour la sécurité de la carrosserie de l'automobile.
À mesure que la teneur en carbone augmente, le coefficient de diffusion de l'hydrogène diminue et la solubilité de l'hydrogène augmente. Les défauts tels que les précipités (sites de piégeage des atomes hydrophobes des atomes d'hydrogène), les potentiels et les vides contenant du carbone sont proportionnels à la teneur en carbone, ce qui augmente la teneur en carbone, ce qui augmente la teneur en carbone qui supprime l'hydrogène. Étant donné que la teneur en carbone est proportionnelle à la solubilité de l'hydrogène, plus la fraction volumique est élevée, plus le noyau de tige d'acier à coefficient de diffusion de l'hydrogène 1045 est faible et plus la solubilité de l'hydrogène est élevée. La solubilité de l'hydrogène contient également des informations sur l'hydrogène diffusible, de sorte que la susceptibilité à la fragilisation par l'hydrogène est la plus élevée. À mesure que la teneur en carbone augmente, le coefficient de diffusion de l'hydrogène diminue et la concentration en hydrogène en surface augmente, ce qui est provoqué par les gouttelettes de surtension d'hydrogène sur la surface de l'acier. Les résultats du test de polarisation en tension dynamique montrent que plus la teneur en carbone de l'échantillon est élevée, plus le carbone est impliqué dans la réaction de réduction cathodique (génération d'hydrogène) et la réaction de dissolution anodique. Le carbure est utilisé comme cathode avec une fraction volumique accrue par rapport à la matrice périphérique avec une faible surtension d'hydrogène.
Les résultats du test électrochimique de pénétration de l'hydrogène montrent que plus la teneur en carbone et la fraction volumique de carbure dans la tige d'échantillon sont élevées, plus le coefficient de diffusion de l'hydrogène est faible et plus la solubilité est élevée. À mesure que la teneur en carbone augmente, la résistance à la fragilisation par l'hydrogène diminue. Les essais de traction à vitesse de déformation lente confirment que plus la teneur en carbone est élevée, plus la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte est faible. À mesure que la réaction de réduction de l’hydrogène et la quantité d’hydrogène injectée dans l’échantillon augmentent, une réaction de dissolution anodique se produit, accélérant la formation de la zone de glissement. À mesure que la teneur en carbone augmente, les carbures précipitent dans l'acier. Sous l'action de réactions de corrosion électrochimiques, le risque de fragilisation par l'hydrogène augmente. Le contrôle de la précipitation et de la fraction volumique des carbures est une méthode efficace pour garantir la résistance à la corrosion et la résistance à la fragilisation par l'hydrogène des tiges d'acier.
L'acier au carbone moyen 1045 est limité dans les applications pour les pièces automobiles en raison de la réduction de l'énergie de fragilisation par l'hydrogène produite par la corrosion dans les solutions aqueuses. En fait, cette sensibilité à la fragilisation par l'hydrogène est étroitement liée à la teneur en carbone, et le carbure de fer (Fe2,4C/Fe3C) précipite dans des conditions de faible surtension d'hydrogène. Les réactions localisées de corrosion superficielle provoquées par la fissuration par corrosion sous contrainte ou la fragilisation par l’hydrogène peuvent être éliminées par traitement thermique.
