Dans le processus de traitement, nous constaterons que l'acier à moyenne et haute teneur en carbone tel que l'acier à ressort, l'acier à roulement, l'acier pour roues et essieux sera sujet à de multiples fractures, de l'échantillonnage de fracture pour l'analyse métallographique est souvent incapable de trouver la raison. Ces aciers nécessitaient généralement une résistance à la fatigue élevée et la ténacité à la rupture des aciers est un facteur important de performance à la fatigue.
D'un point de vue électrochimique, l'ajout de carbone à l'acier pour assurer une résistance plus élevée conduit à la précipitation de carbures de fer, qui agit comme une cathode et accélère la réaction de dissolution anodique autour de la matrice. L'augmentation de la fraction volumique de carbure de fer dans la microstructure est également attribuée à la faible surtension d'hydrogène caractéristique du carbure. La surface de l'acier est facile à générer et à adsorber l'hydrogène, et l'infiltration d'atomes d'hydrogène dans l'acier peut augmenter sa fraction volumique, ce qui finalement réduit considérablement la résistance à la fragilisation par l'hydrogène du matériau. Si l'acier automobile est exposé à divers environnements corrosifs tels que le chlorure, l'éventuelle fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) affectera sérieusement la sécurité de l'automobile.
Plus la teneur en carbone est élevée, plus le coefficient de diffusion de l'hydrogène est bas et plus la solubilité de l'hydrogène est élevée, ce qui est causé par la diminution de la surtension d'hydrogène sur la surface de l'acier. L'essai de traction à vitesse de déformation lente montre que la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte diminue avec l'augmentation de la teneur en carbone. Est directement proportionnel à la fraction volumique des carbures. Avec l'augmentation de la réaction de réduction d'hydrogène et l'injection d'hydrogène dans l'échantillon, la réaction de dissolution anodique s'accélère pour former des bandes glissantes. Plus la teneur en carbone est élevée, plus la possibilité de fragilisation par l'hydrogène des carbures dans l'acier sera élevée sous l'action d'une réaction de corrosion électrochimique. Afin de garantir que l'acier présente une excellente résistance à la corrosion et à la fragilisation par l'hydrogène, la précipitation et le contrôle des carbures sont une méthode efficace.
L'application de l'acier à moyenne et haute teneur en carbone dans les pièces automobiles est limitée en raison de la diminution évidente de la résistance à la fragilisation par l'hydrogène. Cette sensibilité à la fragilisation par l'hydrogène est étroitement liée à la teneur en carbone, et le carbure de fer (Fe2.4C / Fe3C) précipite dans des conditions de faible surtension d'hydrogène. En général, le traitement thermique peut être utilisé pour éliminer la contrainte résiduelle et augmenter l'efficacité du piège à hydrogène pour la réaction de corrosion de surface locale provoquée par la fissuration par corrosion sous contrainte ou la fragilisation par l'hydrogène. La composition du carbure doit être strictement contrôlée lors de l'utilisation d'acier à carbone moyen ou à haute teneur en carbone comme pièces ou arbres de transmission.
À l'heure actuelle, il existe trois méthodes pour améliorer la ténacité à la rupture de l'acier. La première méthode consiste à optimiser la composition de l'acier, c'est-à-dire à utiliser l'effet de renforcement du Ni, V, N et d'autres éléments d'alliage. Deuxièmement, le grain et la structure de l'acier sont affinés et homogénéisés pendant le laminage et le traitement thermique. La troisième consiste à dénaturer les inclusions de phase dure dans l'acier. Il faut également savoir que l'augmentation de la ténacité à la rupture de la matrice en acier elle-même ne résout pas le problème d'une forte concentration de contraintes dans la matrice en acier provoquée par des inclusions dures, et par conséquent augmente la ténacité à la rupture de manière limitée.