為何含碳量高的鋼材容易斷裂

含碳量高的棒材發生過很多次斷裂，如45#鋼做的軸，使用不太長的時間就發生斷裂。從斷裂后部件上取樣，進行金相分析，往往找不到產生的原因，即算牽強附會找到了一些原因，也不是實際的原因。

為了確保更高的強度，還必須在鋼中添加碳，隨之就會析出鐵碳化物。從電化學的觀點來看，鐵碳化物發揮了陰極作用，加快了基體周邊的陽極溶解反應。在顯微組織內的鐵碳化物體積分數的增大還歸因于碳化物的低氫超電壓特性。

鋼材表面易于產生并吸附氫，氫原子向鋼材內部滲入的同時，氫的體積分數就可能會增加，終使得材料的抗氫脆性能顯著降低。 

如汽車用鋼暴露于氯化物等各種腐蝕環境中，在應力作用下，可能出現的應力腐蝕開裂（SCC）現象就會對車身的安全性造成嚴重的威脅。 

碳含量越高，氫擴散系數減小，氫溶解度增大。學者Chan曾經提出，析出物（作為氫原子的陷阱位置）、電位、空孔等各種晶格缺陷與碳含量成正比，碳含量增大，就會抑制氫擴散，因此氫擴散系數也較低。  

從動電壓極化試驗結果來看，試樣的碳含量越高，酸性環境中就易于發生陰極還原反應（氫生成反應）以及陽極溶解反應。與具有低氫超電壓的周邊基體進行比較，碳化物發揮了陰極的作用，其體積分數增大。

根據電化學氫滲透試驗結果，試樣內的碳含量和碳化物的體積分數越大，氫原子的擴散系數就越小，溶解度增大。隨著碳含量的增加，抗氫脆性也會降低。