Desenvolvido em conjunto pela Society of Automotive Engineers (SAE) e o United States Automotive Research Council (USCAR), o padrão SAE USCAR 5 descreve as condições que aumentam o risco de fragilização do aço por hidrogênio e fornece os procedimentos de mitigação necessários para minimizar o risco de hidrogênio fragilização. O padrão é projetado para controlar esses processos.
A fragilização do aço por hidrogênio, que causa fraturas frágeis sob tensão, ocorre como resultado da absorção de hidrogênio durante os processos de limpeza, revestimento com fosfato e revestimento. A suscetibilidade à fragilização por hidrogênio aumenta com o estresse e a resistência do material.
As leituras de dureza neste padrão estão na escala de Vickers. Para a conversão para outras escalas, o padrão SAE J417 foi usado (testes de dureza SAE J417 e padrão de conversões de número de dureza).
A fragilização do hidrogênio (fragilidade) ocorre como resultado da penetração e difusão do hidrogênio no material. O grau de fragilidade é afetado pela quantidade de hidrogênio absorvida e pela microestrutura do material. Microestruturas que fornecem alta resistência, geralmente seguida pelo nível de dureza, ou têm certas distribuições de partículas de contorno de grão, causam maior suscetibilidade à fragilização.
Isso se torna importante quando geralmente leva a rachaduras. Isso acontece quando estresse suficiente é aplicado a um objeto frágil com hidrogênio. Tais estados de tensão surgem tanto da presença de tensões residuais, de processos de fabricação associados, como conformação e soldagem, e de tensões de serviço aplicadas. A intensidade da fragilização por hidrogênio é função da temperatura. Muitos metais são imunes à fragilização por hidrogênio acima de 150 graus Celsius.
O hidrogênio pode entrar em metais que normalmente estão apenas na forma de átomos ou íons de hidrogênio. Portanto, o hidrogênio gasoso não é absorvido pelos metais à temperatura ambiente, pois está na forma molecular na qual os pares de átomos estão fortemente unidos. Mas, à medida que a temperatura aumenta, as moléculas tendem a se dissociar em átomos separados, permitindo a absorção.
Taxas de absorção mais altas são encontradas no material fundido. Os íons hidrogênio também são produzidos por reações associadas a processos como corrosão, galvanoplastia e proteção catódica. Como resultado, há muitas maneiras de o hidrogênio entrar nos componentes metálicos.
As rachaduras associadas à fragilização por hidrogênio assumiram vários nomes, dependendo das situações em que ocorrem. Algumas expressões comumente usadas são: craqueamento a frio e craqueamento retardado, craqueamento induzido por hidrogênio ou craqueamento por pressão de hidrogênio, craqueamento sob tensão induzida por hidrogênio, craqueamento suportado pelo ambiente e craqueamento por corrosão sob tensão.
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