Wasserstoffversprödung ist ein technischer Begriff, der sich auf einen Kompromiss in der Zugfestigkeit eines geformten Metalls oder einer geformten Legierung aufgrund einer Infiltration von gasförmigem oder atomarem Wasserstoff bezieht. Kurz gesagt reagieren Wasserstoffmoleküle, die das Metall besetzen, auf eine Weise, die das Material spröde und anfällig für Risse macht. Offensichtlich stellt die Wasserstoffversprödung erhebliche Probleme dar, um sich auf die strukturelle Integrität von Brücken, Wolkenkratzern, Flugzeugen, Schiffen usw. verlassen zu können. Tatsächlich führt dieses natürliche Phänomen zu einem Zustand, der als katastrophaler Bruchversagen bekannt ist und ist die direkte Ursache von viele mechanische Katastrophen, die sich an Land, in der Luft und auf dem Meer ereignet haben.
Der Prozess beginnt mit der Einwirkung von Wasserstoff, der auftreten kann, während ein Metall bestimmten Herstellungsprozessen wie der Galvanisierung unterzogen wird. Eine erfolgreiche Plattierung hängt von der Vorbereitung des Metalls mit einem Säurebad ab, bevor es Chromschichten aufnehmen kann. Der beim „Beizen“ und Plattieren verwendete Strom löst eine Reaktion namens Hydrolyse aus, bei der Wassermoleküle in positiv geladene Wasserstoffionen und negativ geladene Hydroxidionen zerlegt werden.
Wasserstoff ist auch ein Nebenprodukt korrosiver Reaktionen wie Rosten. Die Wasserstoffzersetzung kann auch durch die Maßnahmen, die zu ihrer Verhinderung getroffen werden, bei unsachgemäßer Anwendung ausgelöst werden. Beispielsweise kann die Wasserstoffversprödung manchmal auf einen kathodischen Schutz zurückgeführt werden, der die Korrosionsbeständigkeit des beschichteten Metalls erhöhen soll, indem die wasserstoffempfindlichen Komponenten des Materials modifiziert werden. Dies wird erreicht, indem ein Gegenstrom eingeführt wird, um das „Opfer“ von metallischen Anoden zu bewirken, die ein niedrigeres Korrosionspotential als das Metall selbst besitzen. Tatsächlich wird das Material polarisiert.
Sobald jedoch Wasserstoff vorhanden ist, beginnen sich einzelne Atome im Metall zu verteilen und sammeln sich in winzigen Räumen in seiner Mikrostruktur an, wo sie sich dann zu Wasserstoffmolekülen umgruppieren. Der absorbierte Wasserstoff, der jetzt gefangen ist, beginnt, nach einer Flucht zu suchen. Dies geschieht, indem ein Innendruck erzeugt wird, der es dem Wasserstoff ermöglicht, in Blasen auszutreten, die schließlich die Metalloberfläche knacken. Um diesem Prozess entgegenzuwirken, muss das Metall nach dem Galvanisieren innerhalb einer Stunde oder weniger gebrannt werden, damit der eingeschlossene Wasserstoff aus den Plattierungsschichten entweichen kann, ohne Risse oder Spannungspunkte zu erzeugen.
Während Wasserstoff in die meisten Metalle eindringen kann, ist bekannt, dass bestimmte Metalle und Legierungen anfälliger für Wasserstoffversprödung sind, nämlich magnetischer Stahl, Titan und Nickel. Kupfer, Aluminium und Edelstahl sind dagegen am wenigsten betroffen. Stahl und sauerstoffhaltiges Kupfer können jedoch anfällig für Versprödung werden, wenn sie Wasserstoff unter hoher Hitze oder hohem Druck ausgesetzt werden. Entsprechend werden diese Materialien durch Wasserstoffangriff oder Dampfversprödung beeinflusst, die durch Reaktionen zwischen hydratisierten Molekülen und Kohlenstoff- oder Kupferoxiden erzeugt wird.