疲劳断裂是在远低于材料强度极限甚至屈服极限的交变应力作用下，材料发生破坏的现象。其原因主要有以下几方面：
 
材料因素
 
- 材质不均匀：材料内部存在杂质、气孔、偏析等缺陷，会使局部区域的力学性能下降，在交变应力作用下，这些薄弱部位容易形成疲劳裂纹。
- 韧性不足：韧性差的材料在承受交变应力时，难以通过塑性变形来缓解应力集中，从而更容易发生疲劳断裂。
 
载荷因素
 
- 交变应力特性：应力幅值越大、循环频率越高，材料越容易发生疲劳断裂。而且，应力循环中的拉应力对疲劳裂纹的扩展起着关键作用。
- 过载：偶然的过载会使材料内部产生较大的应力，可能导致局部出现微小裂纹，这些裂纹在后续的交变应力作用下会逐渐扩展，最终引发疲劳断裂。
 
环境因素
 
- 温度：高温会使材料的强度降低、韧性增加，加速材料的疲劳损伤；低温则可能使材料变脆，降低其抗疲劳性能。
- 腐蚀介质：材料在腐蚀环境中工作时，表面会受到腐蚀作用而产生损伤，这些损伤会成为疲劳裂纹的萌生源，同时腐蚀介质还会加速裂纹的扩展，使材料的疲劳寿命显著降低。
 
加工制造因素
 
- 表面粗糙度：零件表面粗糙度值越大，表面的微观不平度就越大，在交变应力作用下，这些部位容易产生应力集中，从而降低零件的疲劳强度。
- 加工缺陷：在加工过程中，如锻造时的折叠、焊接时的气孔和夹渣、切削加工时的刀痕等，都会成为疲劳裂纹的萌生处，降低材料的抗疲劳性能。
 
设计因素
 
- 结构不合理：零件的结构设计如果存在尖角、缺口、截面突变等，会导致应力集中，使局部应力远高于平均应力，从而降低零件的疲劳强度。
- 选材不当：如果所选材料的性能不能满足零件在工作条件下的要求，如强度、韧性、抗疲劳性能等，就容易发生疲劳断裂。