Pourquoi les aciers à haute teneur en carbone se cassent-ils facilement ? Partie 1
Les barres à haute teneur en carbone se sont cassées à plusieurs reprises, comme les arbres en acier 45#, qui se briseront après une courte période d'utilisation. En prélevant des échantillons des pièces fracturées et en effectuant des analyses métallographiques, il est souvent impossible d'en trouver la cause, même s'il est exagéré de trouver certaines raisons, ce n'est pas la véritable raison.
Pour garantir une plus grande résistance, il faut également ajouter du carbone à l'acier, avec lequel les carbures de fer précipitent. D'un point de vue électrochimique, le carbure de fer agit comme une cathode, accélérant la réaction de dissolution anodique autour du substrat. L’augmentation de la fraction volumique de carbures de fer au sein de la microstructure est également attribuée aux faibles propriétés de surtension d’hydrogène des carbures.

La surface de l'acier est facile à générer et à absorber de l'hydrogène. Lorsque les atomes d’hydrogène s’infiltrent dans l’acier, la fraction volumique d’hydrogène peut augmenter, et finalement la résistance à la fragilisation du matériau par l’hydrogène est considérablement réduite.
La réduction significative de la résistance à la corrosion et de la fragilisation par l'hydrogène des aciers à haute résistance nuit non seulement 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 le chlorure, sous l'action d'une contrainte, le phénomène de fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) qui peut survenir constituera une menace sérieuse pour la sécurité de la carrosserie.

Plus la teneur en carbone est élevée, plus le coefficient de diffusion de l'hydrogène est faible et plus la solubilité de l'hydrogène est élevée. L'érudit Chan a proposé un jour que divers défauts du réseau tels que les précipités (qui servent de pièges aux atomes d'hydrogène), le potentiel et les pores sont proportionnels à la teneur en carbone. L'augmentation de la teneur en carbone inhibera la diffusion de l'hydrogène, de sorte que le coefficient de diffusion de l'hydrogène est également faible.
Puisque la teneur en carbone est proportionnelle à la solubilité de l'hydrogène, plus la fraction volumique de carbures comme pièges à atomes d'hydrogène est grande, plus le coefficient de diffusion de l'hydrogène à l'intérieur de l'acier est petit, plus la solubilité de l'hydrogène est grande, et la solubilité de l'hydrogène contient également des informations sur l'hydrogène diffusible, la susceptibilité à la fragilisation par l’hydrogène est donc la plus élevée. Avec l'augmentation de la teneur en carbone, le coefficient de diffusion des atomes d'hydrogène diminue et la concentration en hydrogène en surface augmente, ce qui est provoqué par la diminution de la surtension d'hydrogène sur la surface de l'acier.