Come sappiamo, maggiore è il contenuto di carbonio dell'acciaio, più duro è. Quando il carbonio viene aggiunto all'acciaio, il carburo di ferro viene precipitato. All’aumentare del contenuto di carbonio, aumenta la velocità di contrazione dell’idrogeno, mentre la velocità di diffusione dell’idrogeno diminuisce in modo significativo. Il controllo efficace dei carburi nella microstruttura è fondamentale quando si utilizza acciaio a medio o alto tenore di carbonio per componenti e alberi. Gli acciai a medio e alto tenore di carbonio sono ampiamente utilizzati in molte applicazioni. Per l'ingegnere di lavorazione, le barre con un contenuto di carbonio più elevato sono soggette a più crepe.
Esperimenti elettrochimici mostrano che la reazione di dissoluzione anodica attorno alla matrice è accelerata dai composti Fe-C. La frazione volumetrica del carburo di ferro nella microstruttura aumenta la bassa sovraresistenza all'idrogeno del carburo duplex. La superficie dell'acciaio è facile da produrre e assorbe idrogeno. Gli atomi di idrogeno penetrano nell'acciaio e la frazione volumetrica può aumentare. Infine, la resistenza del materiale all'infragilimento da idrogeno può essere notevolmente ridotta. La significativa riduzione della resistenza alla corrosione e dell'infragilimento da idrogeno dell'acciaio ad alta resistenza non solo è dannosa per le proprietà dell'acciaio, ma limita anche notevolmente l'applicazione dell'acciaio. Ad esempio, quando l'acciaio delle automobili è esposto a vari ambienti corrosivi come i cloruri, sotto pressione dovrebbero verificarsi fessurazioni da tensocorrosione (SCC), che rappresenterebbero una seria minaccia per la sicurezza della carrozzeria dell'automobile.
All’aumentare del contenuto di carbonio, il coefficiente di diffusione dell’idrogeno diminuisce e la solubilità dell’idrogeno aumenta. Difetti come precipitati (siti di intrappolamento per atomi idrofobici di atomi di idrogeno), potenziali e vuoti contenenti carbonio sono proporzionali al contenuto di carbonio, che aumenta il contenuto di carbonio, che aumenta il contenuto di carbonio che sopprime l'idrogeno. Poiché il contenuto di carbonio è proporzionale alla solubilità dell'idrogeno, maggiore è la frazione volumetrica, minore è il coefficiente di diffusione dell'idrogeno nel nucleo della barra d'acciaio 1045 e maggiore è la solubilità dell'idrogeno. La solubilità dell'idrogeno contiene anche informazioni sull'idrogeno diffusibile, quindi la suscettibilità all'infragilimento da idrogeno è massima. All'aumentare del contenuto di carbonio, il coefficiente di diffusione dell'idrogeno diminuisce e la concentrazione di idrogeno superficiale aumenta, causata dalle goccioline di sovratensione dell'idrogeno sulla superficie dell'acciaio. I risultati del test di polarizzazione della tensione dinamica mostrano che maggiore è il contenuto di carbonio del campione, maggiore è la quantità di carbonio coinvolta nella reazione di riduzione catodica (generazione di idrogeno) e nella reazione di dissoluzione anodica. Come catodo viene utilizzato il carburo con una frazione di volume maggiore rispetto alla matrice periferica con bassa sovratensione di idrogeno.
I risultati del test elettrochimico di penetrazione dell'idrogeno mostrano che maggiore è il contenuto di carbonio e la frazione volumetrica di carburo nella barra campione, minore è il coefficiente di diffusione dell'idrogeno e maggiore è la solubilità. All’aumentare del contenuto di carbonio diminuisce la resistenza all’infragilimento da idrogeno. I test di trazione a velocità di deformazione lenta confermano che maggiore è il contenuto di carbonio, minore è la resistenza alla tensocorrosione. Quando la reazione di riduzione dell'idrogeno e la quantità di idrogeno iniettata nel campione aumentano, si verifica una reazione di dissoluzione anodica, che accelera la formazione della zona di scorrimento. All’aumentare del contenuto di carbonio, i carburi precipitano nell’acciaio. Sotto l'azione delle reazioni di corrosione elettrochimica, aumenta la possibilità di infragilimento da idrogeno. Il controllo della precipitazione e della frazione volumetrica dei carburi è un metodo efficace per garantire la resistenza alla corrosione e all'infragilimento da idrogeno delle barre di acciaio.
L'acciaio a medio carbonio 1045 è limitato nelle applicazioni per parti automobilistiche a causa della riduzione dell'energia di infragilimento da idrogeno prodotta dalla corrosione in soluzioni acquose. Infatti, questa sensibilità all’infragilimento da idrogeno è strettamente correlata al contenuto di carbonio e il carburo di ferro (Fe2,4C/Fe3C) precipita in condizioni di bassa sovratensione dell’idrogeno. Le reazioni localizzate di corrosione superficiale causate dalla tensocorrosione o dall'infragilimento da idrogeno possono essere rimosse mediante trattamento termico.
