Nawodorowanie stali podczas obróbki galwanicznej może prowadzić do znacznego pogorszenia jej właściwości mechanicznych,
przede wszystkim do obniżenia jej wytrzymałości, zmniejszenia plastyczności, pękania, wewnątrz materiału mogą tworzyć
się puste mikroprzestrzenie, natomiast na jego powierzchni i w obszarze między metalem a powłoką mogą powstawać
pęcherze. Warto dodać w tym miejscu, że podatność na adsorpcję wodoru i prawdopodobieństwo wystąpienia kruchości
wodorowej wzrasta ze wzrostem wytrzymałość stali na rozciąganie. Do stali wrażliwych na nawodorowanie zalicza się więc
stale o wysokiej wytrzymałości, włączając w to stale niskostopowoe i niektóre stale nierdzewne (np. stal austenityczną).
Nawodorowanie podłoża jest trudnym do zidentyfikowania problemem, często zapominanym, zwłaszcza przez nieświadomych
młodych galwanotechników. Najprawdopodobniej dzieje się tak, ponieważ skutki nawodorowania ujawniają się zazwyczaj
dopiero po dłuższym czasie. Pokusa lepszego przygotowania powierzchni przez zastosowanie dłuższego trawienia,
bardziej stężonego kwasu czy też zwiększenie katodowej gęstości prądu podczas odtłuszczania niejednokrotnie zwycięża
nad słabą świadomością dotyczącą problemu nawodorowania. Problemu, którego skutki mogą być bardzo poważne,
zwłaszcza w przypadku detali poddawanych dużym obciążeniom.
Powstawanie wodoru obserwujemy w przypadku kąpieli pracujących z niższą niż 100 % wydajnością prądową. D
otyczy to więc większości typowych elektrolitów stosowanych w galwanizerniach. Prąd zużywany jest więc nie tylko na
redukcję metalu ale również na redukcję jonów wodorowych. Wodór jest absorbowany na powierzchni stali i wnika w jej
wnętrze. Podobnie dzieje się podczas katodowego odtłuszczania stali. Również w kwaśnych roztworach do trawienia i
dekapowania na powierzchni metali wytwarza się wodór. Innym źródłem wodoru mogą być procesu korozyjne. Za najbardziej
prawdopodobną przyczynę nawodorowania uznaje się stosowanie kwasów na etapie przygotowania powierzchni - trawienie
i aktywacja. Wodór adsorbuje się wówczas bezpośrednio na stali.
Powstające w pierwszej kolejności atomy wodoru z pojedynczym niesparowanym elektronem dążą do zapełnienia powłoki
walencyjnej przez przyłączenie kolejnego elektronu. Ten zazwyczaj pobierany jest od drugiego atomu wodoru, w wyniku
czego tworzy się dwuatomowa cząsteczka wodoru H2. Brakujący elektron może jednak zostać również pobrany z atomu
tworzącego sieć krystaliczną pokrywanego metalu. W szczególności może to następować w miejscach naprężeń sieci
krystalicznej, charakteryzujących się większą gęstością elektronową.
Typowym sposobem zmniejszania ryzyka wystąpienia kruchości wodorowej jest wygrzewanie obrabianych detali po
nałożeniu powłoki.
Usuwanie wodoru przez wygrzewanie jest jednak nieco bardziej problematyczne w przypadku powłok osadzanych z kąpieli
do niklowania chemicznego. Bezprądowemu nakładaniu powłoki towarzyszy wydzielanie się wodoru stanowiącego naturalny
produkt reakcji zachodzących podczas chemicznej redukcji niklu do postaci metalicznej. Należy jednak pamiętać, że w
przeciwieństwie do powłoki osadzonej elektrochemicznie - o strukturze krystalicznej - powłoka niklu chemicznego
charakteryzuje się strukturą amorficzną. W związku z tym brak w niej przestrzeni między kryształami, którymi wodór
mógłby przedostawać się poza strukturę obrabianego wyrobu podczas wygrzewania. Dyfuzja wodoru przez powłokę jest
znacznie utrudniona, zwłaszcza w przypadku stosunkowo grubych powłok niklu chemicznego o małej lub znikomej
porowatości. Dodatkowo powłoka osadzona z kąpieli do niklowania chemicznego pokrywa równomiernie cały detal,
w związku z czym nie występują miejsca niedokrycia, którymi wodór mógłby wydostawać się na zewnątrz.
W przypadku detali stalowych pokrytych niklem elektrochemicznym wodór zazwyczaj usuwa się stosując wydłużony czas
wygrzewania w odpowiedniej temperaturze. Wystarczające usunięcie wodoru może być osiągnięte po dwa do trzech lub
więcej razy dłuższym czasie niż ma to miejsce w przypadku powłok niklowych osadzanych elektrochemicznie.
Zazwyczaj wygrzewanie detali powinno rozpoczynać się od stosunkowo niskich temperatur aplikowanych przez długi okres
czasu i następnie temperatura powinna być stopniowo zwiększana do zalecanego poziomu. Czasami grubsze powłoki niklu
chemicznego (o grubości ponad 2,5 mikrometra) pękają samoistnie podczas wygrzewania w wysokiej temperaturze (> 300 oC)
lub w niższej temperaturze przez dłuższy okres czasu. Jest to spowodowane zmniejszaniem objętości powłoki
nikiel-fosfor na skutek zmiany jej struktury z amorficznej na krystaliczną (Ni3P). W wyniku tego zjawiska powstają
miejsca - pękniecia - przez które wodór może zostać uwolniony ze struktury obrabianego materiału. Niemniej
jednak powstawanie pęknięć w powłoce jest zjawiskiem niepożądanym, ponieważ mogą one przyczyniać się do pękania
metalu podłoża. Innym sposobem usuwania wodoru ze stalowych detali pokrywanych niklem chemicznym jest maskowanie
obszarów detalu, które po obróbce mogą być pozbawione powłoki. Te niepokryte miejsca stanowią podczas dalszej obróbki
cieplnej obszar ujścia wodoru zgromadzonego w strukturze metalu.
W celu zmniejszenia ryzyka wystąpienia kruchości wodorowej należy:
1. Stosować odpowiednią obróbkę cieplną detali po nałożeniu powłoki (odpowiednio dobrana temperatura i czas jej
aplikacji, stosowanie różnych programów temperaturowych). Nie zakładać przy tym, że zastosowany cykl wygrzewania
jest odpowiedni dla każdego obrabianego detalu, zwłaszcza w przypadku detali pokrytych różnymi powłokami, w
szczególności niklem chemicznym.
2. Stosować odtłuszczanie w rozpuszczalnikach organicznych, odtłuszczanie chemiczne lub odtłuszczanie anodowe, jeżeli jest to
możliwe. Unikać natomiast odtłuszczania katodowego.
3. Jeżeli trawienie jest niezbędne, stosować roztwory kwasów o możliwie małym stężeniu oraz z dodatkiem odpowiedniego
inhibitora trawienia. Unikać dotrawiania katodowego.