在足夠大的交變應(yīng)力作用下，于金屬構(gòu)件外形突變或表面刻痕或內(nèi)部缺陷等部位，都可能因較大的應(yīng)力集中引發(fā)微觀裂紋。分散的微觀裂紋經(jīng)過集結(jié)溝通將形成宏觀裂紋。已形成的宏觀裂紋逐漸緩慢地?cái)U(kuò)展，構(gòu)件橫截面逐步削弱，當(dāng)達(dá)到一定限度時(shí)，構(gòu)件會(huì)突然斷裂。

金屬因交變應(yīng)力引起的上述失效現(xiàn)象，稱為金屬疲勞。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，機(jī)械零件的失效，約有70%左右是疲勞引起的，而且造成的事故大多數(shù)是災(zāi)難性的。因此，通過實(shí)驗(yàn)研究金屬材料抗疲勞的性能是有實(shí)際意義的。金屬斷裂過程的試驗(yàn)即為金屬疲勞試驗(yàn)，原理是利用金屬試樣或模擬機(jī)件，在低于屈服點(diǎn)的交變載荷循環(huán)作用下，記錄發(fā)生疲勞斷裂時(shí)的載荷作用頻次，1829年德國(guó)人阿爾貝特(J.Albert)為解決礦山卷?yè)P(yáng)機(jī)服役過程中鋼索經(jīng)常發(fā)生突然斷裂，首先以10次/分的頻率進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。

金屬材料疲勞試驗(yàn)的一些常用試驗(yàn)方法通常包括單點(diǎn)疲勞試驗(yàn)法、升降法、高頻振動(dòng)試驗(yàn)法、超聲疲勞試驗(yàn)法、紅外熱像技術(shù)疲勞試驗(yàn)方法等。

金屬材料內(nèi)部主要檢測(cè)項(xiàng)目如下：

1、機(jī)械性能：主要包括（拉伸試驗(yàn)、高低溫拉伸試驗(yàn)、 壓縮試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、洛氏硬度試驗(yàn) 、布氏硬度試驗(yàn)、維氏硬度試驗(yàn)、壓扁試驗(yàn) ；

2、化學(xué)成分分析：主要分析金屬材里的各種化學(xué)成分含量（碳, 硅, 錳, 磷, 硫, 鎳, 鉻, 鉬, 銅, 釩, 鈦, 鎢, 鉛, 鈮, 汞, 錫, 鎘, 銻, 鋁, 鎂, 鐵, 鋅, 氮, 氫, 氧 ）；

3、金相測(cè)試：主要包括（非金屬夾雜物、低倍組織、晶粒度、斷口檢驗(yàn)、鍍層厚度、硬化層深度、脫碳層、灰口鑄鐵金相、球墨鑄鐵金相、金相切片分析；

4、鍍層測(cè)試：常用方法為，鍍層測(cè)厚-庫(kù)侖法、鍍層測(cè)厚-金相法、鍍層測(cè)厚-渦流法、鍍層測(cè)厚-射線熒光法、鍍層成分分析和表面污點(diǎn)分析；

5、腐蝕測(cè)試：包括中性鹽霧試驗(yàn) 、酸性鹽霧試驗(yàn)、銅離子加速鹽霧、二氧化硫腐蝕試驗(yàn)、硫化氫腐蝕試驗(yàn)、混和氣體腐蝕實(shí)驗(yàn)、不銹鋼10%草酸浸蝕試驗(yàn)、不銹鋼硫酸-硫酸鐵腐蝕試驗(yàn)、不銹鋼65%硝酸腐蝕試驗(yàn)、不銹鋼硝酸-氫氟酸腐蝕試驗(yàn)、不銹鋼硫酸-硫酸銅腐蝕試驗(yàn)、不銹鋼5%硫酸腐蝕試驗(yàn)；  

6、無(wú)損探傷：包括超聲波檢測(cè)、射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)；

7、尺寸測(cè)試：包括尺寸測(cè)量、對(duì)稱性、垂直度、平整度、圓跳動(dòng)、同軸度、平行度、圓度、粗糙度；

8、焊接工藝評(píng)定：包括拉伸測(cè)試、彎曲測(cè)試 (面彎背彎側(cè)彎)、超聲波檢測(cè)、射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、表面目測(cè)、宏觀組織檢測(cè)、焊縫硬度測(cè)試、沖擊測(cè)試。

9、失效分析包括：失效分析的程序和步驟、對(duì)失效事件進(jìn)行調(diào)查、確定肇事件或者首先失效件、仔細(xì)收集失效件殘骸并妥善保管、收集失效件背景資料、確定失效分析方案并制定實(shí)施細(xì)節(jié)、檢查、測(cè)試與分析。