疲劳曲线是疲劳应力与疲劳寿命的关系曲线，即 S – N 曲线，它是确定疲劳极限、建立疲劳应力判据的基础。通常人们规定：金属材料在重复或交变应力作用下，于规定的断裂循环周次 N 内不发生断裂时的最大应力称为疲劳极限。试验中，一般规定钢铁材料循环基数取10 7 次，有色金属取10 8 次。
金属的疲劳强度与抗拉强度之间存在以下近似的比例关系：
碳素钢： σ -1 ≈（0.4～0.55） σ b ；
灰铸铁： σ -1 ≈0.4 σ b ；
非铁金属： σ -1 ≈（0.3～0.4） σ b 。
（1）产生疲劳断裂的原因
通过对大量发生疲劳断裂的事故分析发现，在热处理产生氧化、脱碳、过热、裂纹等时，钢中的非金属夹杂物、试样表面有气孔、划痕等缺陷均会产生应力集中，使疲劳极限下降，导致零件在循环交变载荷作用下长期工作产生疲劳断裂。
（2）提高零件的疲劳强度的措施
一是提高零件的表面粗糙度。
二是对零件进行表面强化处理，如表面淬火、调质、氮化、喷丸等，使零件表层产生残余压应力，从而提高零件的疲劳强度。