Der SAE USCAR 5-Standard wurde gemeinsam von der Society of Automotive Engineers (SAE) und dem United States Automotive Research Council (USCAR) entwickelt und beschreibt Bedingungen, die das Risiko der Wasserstoffversprödung von Stahl erhöhen, und bietet die erforderlichen Maßnahmen zur Risikominderung, um das Risiko von Wasserstoff zu minimieren Versprödung. Der Standard soll diese Prozesse steuern.
Die Wasserstoffversprödung von Stahl, die unter Belastung zu Sprödbrüchen führt, entsteht durch Wasserstoffaufnahme bei Reinigungs-, Phosphat- und Beschichtungsprozessen. Die Anfälligkeit für Wasserstoffversprödung steigt mit Belastung und Materialfestigkeit.
Die Härtewerte in dieser Norm entsprechen der Vickers-Skala. Für die Umrechnung auf andere Skalen wurde der SAE J417 Standard verwendet (SAE J417 Härtetests und Härtezahlumrechnungsstandard).
Durch das Eindringen und die Diffusion von Wasserstoff in das Material kommt es zur Wasserstoffversprödung (Sprödigkeit). Der Sprödigkeitsgrad wird sowohl von der aufgenommenen Wasserstoffmenge als auch von der Mikrostruktur des Materials beeinflusst. Gefüge mit hoher Festigkeit, meist gefolgt von der Härte, oder mit bestimmten Korngrenzenpartikelverteilungen führen zu einer erhöhten Versprödungsanfälligkeit.
Dies wird wichtig, wenn es im Allgemeinen zu Rissen führt. Dies geschieht, wenn ein zerbrechliches Objekt mit Wasserstoff ausreichend belastet wird. Solche Spannungszustände entstehen sowohl durch das Vorhandensein von Eigenspannungen, durch zugehörige Fertigungsprozesse wie Umformen und Schweißen, als auch durch aufgebrachte Betriebsspannungen. Die Intensität der Wasserstoffversprödung ist eine Funktion der Temperatur. Viele Metalle sind ab etwa 150 Grad Celsius immun gegen Wasserstoffversprödung.
Wasserstoff kann in Metalle eindringen, die normalerweise nur in Form von Atomen oder Wasserstoffionen vorliegen. Daher wird gasförmiger Wasserstoff bei Umgebungstemperaturen nicht von Metallen absorbiert, da er in molekularer Form vorliegt, in der Atompaare fest miteinander verbunden sind. Bei steigender Temperatur neigen die Moleküle jedoch dazu, in einzelne Atome zu dissoziieren, was eine Absorption ermöglicht.
Höhere Absorptionsraten werden in dem geschmolzenen Material erfahren. Wasserstoffionen werden auch durch Reaktionen erzeugt, die mit Prozessen wie Korrosion, Galvanisieren und kathodischem Schutz verbunden sind. Demzufolge gibt es viele Möglichkeiten für Wasserstoff, in metallische Bauteile einzudringen.
Rissbildung im Zusammenhang mit Wasserstoffversprödung hat je nach Situation, in der sie auftritt, verschiedene Namen angenommen. Einige häufig verwendete Ausdrücke sind: Kaltrissbildung und verzögerte Rissbildung, wasserstoffinduzierte Rissbildung oder wasserstoffdruckinduzierte Rissbildung, wasserstoffinduzierte Spannungsrissbildung, umgebungsunterstützte Rissbildung und Spannungsrisskorrosion.
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