Staven met een hoog koolstofgehalte zijn vaak gebroken, zoals assen gemaakt van 45# staal, die na korte gebruiksduur zullen breken. Door monsters te nemen van de gebroken delen en metallografische analyses uit te voeren, is het vaak onmogelijk om de oorzaak te vinden, zelfs als het vergezocht is om enkele redenen te vinden, is dit niet de werkelijke reden.
Om een hogere sterkte te garanderen moet er ook koolstof aan het staal worden toegevoegd, waarmee ijzercarbiden neerslaan. Vanuit elektrochemisch oogpunt fungeert ijzercarbide als een kathode, waardoor de anodische oplossingsreactie rond het substraat wordt versneld. De toename van de volumefractie van ijzercarbiden in de microstructuur wordt ook toegeschreven aan de lage waterstofoverspanningseigenschappen van de carbiden.
Het oppervlak van het staal is gemakkelijk waterstof te genereren en te absorberen. Wanneer de waterstofatomen in het staal infiltreren, kan de volumefractie van waterstof toenemen en uiteindelijk wordt de weerstand tegen waterstofverbrossing van het materiaal aanzienlijk verminderd.
De aanzienlijke vermindering van de corrosieweerstand en de weerstand tegen waterstofbrosheid van hoogsterkte staalsoorten schaadt niet alleen de eigenschappen van het staal, maar beperkt ook de toepassing van het staal aanzienlijk.
Wanneer autostaal bijvoorbeeld wordt blootgesteld aan verschillende corrosieve omgevingen zoals chloride, zal het optredende fenomeen van spanningscorrosiescheuren (SCC) onder invloed van spanning een ernstige bedreiging vormen voor de veiligheid van de carrosserie.
Hoe hoger het koolstofgehalte, hoe lager de waterstofdiffusiecoëfficiënt en hoe hoger de waterstofoplosbaarheid. De geleerde Chan heeft ooit voorgesteld dat verschillende roosterdefecten, zoals neerslag (als valplaatsen voor waterstofatomen), potentieel en poriën evenredig zijn aan het koolstofgehalte. De toename van het koolstofgehalte zal de waterstofdiffusie remmen, dus de waterstofdiffusiecoëfficiënt is ook laag.
Omdat het koolstofgehalte evenredig is met de waterstofoplosbaarheid, geldt: hoe groter de volumefractie van carbiden als waterstofatoomvangers, hoe kleiner de waterstofdiffusiecoëfficiënt in het staal, hoe groter de waterstofoplosbaarheid, en de waterstofoplosbaarheid bevat ook informatie over diffundeerbare waterstof. dus de gevoeligheid voor waterstofverbrossing is het hoogst. Met de toename van het koolstofgehalte neemt de diffusiecoëfficiënt van waterstofatomen af en neemt de waterstofconcentratie aan het oppervlak toe, wat wordt veroorzaakt door de afname van de waterstofoverspanning op het staaloppervlak.
