Som vi vet, jo høyere karboninnholdet i stål, desto vanskeligere er det. Når karbon tilsettes stål, utfelles jernkarbid. Etter hvert som karboninnholdet øker, øker hydrogenkrympingshastigheten, mens hydrogendiffusjonshastigheten avtar betydelig. Effektiv kontroll av karbider i mikrostrukturen er kritisk ved bruk av middels eller høyt karbonstål for komponenter og aksler. Mellom- og høykarbonstål er mye brukt i mange applikasjoner. For prosessingeniøren er stenger med høyere karboninnhold utsatt for flere sprekker.
Elektrokjemiske eksperimenter viser at den anodiske oppløsningsreaksjonen rundt matrisen akselereres av Fe-C-forbindelser. Volumfraksjonen av jernkarbid i mikrostrukturen øker den lave hydrogenovermotstanden til karbiddupleksen. Overflaten av stål er lett å produsere og adsorbere hydrogen. Hydrogenatomer trenger inn i stålet og volumfraksjonen kan øke. Til slutt kan materialets motstand mot hydrogensprøhet reduseres betydelig. Den betydelige reduksjonen i korrosjonsmotstanden og hydrogensprøheten til høyfast stål er ikke bare skadelig for stålets egenskaper, men begrenser også bruken av stålet sterkt. For eksempel, når bilstål utsettes for forskjellige korrosive miljøer som klorider, bør spenningskorrosjonssprekker (SCC) oppstå under trykk, noe som vil utgjøre en alvorlig trussel mot sikkerheten til bilkroppen.
Når karboninnholdet øker, synker hydrogendiffusjonskoeffisienten og hydrogenløseligheten øker. Defekter som utfellinger (fangststeder for hydrofobe atomer av hydrogenatomer), potensialer og hulrom som inneholder karbon er proporsjonale med karboninnholdet, noe som øker karboninnholdet, noe som øker karboninnholdet som undertrykker hydrogen. Siden karboninnholdet er proporsjonalt med hydrogenløseligheten, jo større volumfraksjonen er, jo mindre er hydrogendiffusjonskoeffisienten 1045 stålstangkjernen, og jo høyere er hydrogenløseligheten. Hydrogenløselighet inneholder også informasjon om diffuserbart hydrogen, så følsomheten for hydrogensprøhet er høyest. Når karboninnholdet øker, synker diffusjonskoeffisienten til hydrogen og overflatehydrogenkonsentrasjonen øker, noe som er forårsaket av hydrogenoverspenningsdråper på ståloverflaten. Resultatene av den dynamiske spenningspolariseringstesten viser at jo høyere karboninnholdet i prøven, jo mer karbon er involvert i den katodiske reduksjonsreaksjonen (hydrogengenerering) og den anodiske oppløsningsreaksjonen. Karbid brukes som katode med økt volumfraksjon sammenlignet med den perifere matrisen med lav hydrogenoverspenning.
Resultatene fra den elektrokjemiske hydrogenpenetrasjonstesten viser at jo større karboninnhold og karbidvolumfraksjon i prøvestaven, jo mindre er diffusjonskoeffisienten for hydrogen og jo høyere løselighet. Når karboninnholdet øker, avtar motstanden mot hydrogensprøhet. Strekktester med langsom tøyningshastighet bekrefter at jo høyere karboninnhold, desto lavere motstand mot spenningskorrosjonssprekker. Når hydrogenreduksjonsreaksjonen og mengden hydrogen injisert i prøven øker, oppstår en anodisk oppløsningsreaksjon, som akselererer dannelsen av glidesonen. Når karboninnholdet øker, faller karbider ut i stålet. Under påvirkning av elektrokjemiske korrosjonsreaksjoner øker muligheten for hydrogensprøhet. Kontroll av utfelling og volumfraksjon av karbider er en effektiv metode for å sikre korrosjonsmotstanden og hydrogensprøhetsbestandigheten til stålstenger.
Medium karbonstål 1045 er begrenset i bruksområder for bildeler på grunn av reduksjonen i hydrogensprøhetsenergi produsert av korrosjon i vandige løsninger. Faktisk er denne hydrogensprøhetsfølsomheten nært knyttet til karboninnholdet, og jernkarbid (Fe2.4C/Fe3C) utfelles under forhold med lav hydrogenoverspenning. Lokaliserte overflatekorrosjonsreaksjoner forårsaket av spenningskorrosjonssprekker eller hydrogensprøhet kan fjernes ved varmebehandling.
