カーボン含有量の高いバーは何度も破損しています。たとえば、45# スチール製のシャフトは短期間の使用で破損します。破断部分からサンプルを採取して金属組織学的分析を行っても、原因を見つけることができないことはよくあります。たとえ突飛な理由を見つけたとしても、それは実際の理由ではありません。
より高い強度を確保するには、鋼に炭素も添加する必要があり、これにより炭化鉄が析出します。電気化学的な観点から見ると、炭化鉄は陰極として機能し、基板周囲の陽極溶解反応を加速します。微細構造内の鉄炭化物の体積分率の増加は、炭化物の低い水素過電圧特性にも起因すると考えられます。
鋼の表面は水素を発生・吸収しやすい性質があります。水素原子が鋼に浸透すると、水素の体積分率が増加する可能性があり、最終的には材料の水素脆化に対する耐性が大幅に低下します。
高張力鋼の耐食性と耐水素脆性の大幅な低下は、鋼の特性を損なうだけでなく、鋼の用途を大きく制限します。
例えば、自動車鋼材が塩化物などのさまざまな腐食環境にさらされると、応力が作用すると応力腐食割れ（SCC）という現象が発生し、車体の安全性にとって重大な脅威となります。
炭素含有量が高くなるほど、水素の拡散係数は低くなり、水素の溶解度は高くなります。学者チャンはかつて、析出物（水素原子のトラップサイトとして）、ポテンシャル、細孔などのさまざまな格子欠陥が炭素含有量に比例すると提案しました。炭素含有量が増加すると水素の拡散が阻害されるため、水素の拡散係数も低くなります。
炭素含有量は水素溶解度に比例するため、水素原子トラップとなる炭化物の体積分率が大きいほど鋼内部の水素拡散係数が小さくなり、水素溶解度は大きくなり、水素溶解度には拡散性水素の情報も含まれます。そのため、水素脆化感受性が最も高くなります。炭素含有量が増加すると、水素原子の拡散係数が減少し、表面水素濃度が増加します。これは、鋼表面の水素過電圧の減少によって引き起こされます。
