疲劳断裂模式的诊断 分为一级诊断和二级诊断。

1）一级诊断。

疲劳断裂诊断的基本前提是首先要确认其断口为疲劳断口。宏观断口上有疲劳弧线和（或）疲劳台阶（又称为疲劳沟线），或者微观断口上有疲劳条带，就可以判定此断口为疲劳断口，宏观疲劳特征和微观疲劳特征两者居一即可。

在不同的条件下和情况下，宏观的疲劳弧线和微观的疲劳条带的清晰程度不同。在下述情况下，因为微观的疲劳条带特征不明显，因此最好用宏观疲劳弧线（贝壳花样）作为疲劳断裂模式的诊断依据：超高强度钢，甚至高强度钢，或高强度铝合金；低周疲劳或疲劳断裂的扩展速率很大时（如大于该合金在正常静载条件下断裂的微观韧窝尺寸时），条带变为成排的韧窝带；腐蚀性较强条件下的腐蚀疲劳断裂，微观疲劳条带被微观的腐蚀特征所掩盖，但宏观的疲劳弧线比较明显；铸造合金疲劳断裂时的疲劳条带有时被该合金的铸造显微组织特征所掩盖；疲劳源区的疲劳断裂微观特征——疲劳条带由于疲劳裂纹扩展速率很小，加上疲劳匹配面的相对接触多次造成磨损，疲劳条带特征被模糊了，不易识别，有时还可能被源区的滑移线所干涉；片状珠光体钢的疲劳断裂的微观特征有可能被珠光体片的形态所干扰，不易区分识别。

此外，虽然宏观的疲劳弧线和疲劳台阶都是疲劳断裂的宏观特征形貌，前者是疲劳裂纹瞬时前沿线上的宏观塑性变形痕迹，后者则是两个不同高度的疲劳裂纹分别扩展时前沿线相交留下的宏观塑性变形痕迹，但是由于疲劳台阶有时容易与脆性断口上的放射线相混淆，因此建议在一般情况下，疲劳断口的诊断应以宏观的疲劳弧线为主要依据，只有在十分特殊的情况下，如断口被腐蚀或磨损而无法在断口上找到宏观的疲劳弧线和微观的疲劳条带时，可以根据疲劳台阶作为疲劳断裂的必要依据。但是疲劳台阶不能作为充分的判据，要真正诊断为疲劳断口，还应辅以其他方面的综合分析。

另外，只有在高应力低周疲劳时或在某些特殊的合金或条件下才产生的轮胎花样形貌也只能作为辅助依据。

断口上经常有一些弧状线条，如前面提到过的应力腐蚀海滩标记、滑移线、珠光体组织、腐蚀痕迹等，与作为疲劳断口诊断充分条件的宏观疲劳弧线和微观疲劳条带相混淆。这就要求人们在对断口进行诊断时要仔细甄别，综合各方面的条件进行分析判断。

需要指出的是，在实际疲劳断裂失效中，具备以上所有疲劳断裂特征的断裂件很少见。一般具备以上特征中的应力状态特征、断口宏观形貌特征和微观形貌特征三者之一者，即可诊断其为疲劳断裂失效。

2）二级诊断。

在一级疲劳断裂的基础上，按应力来源可以有机械疲劳和热疲劳等二级疲劳断裂模式；按频率高低可以有高频疲劳、低频疲劳和混频疲劳等二级疲劳断裂模式；

按应力大小可以有高周疲劳（低应力）、低周疲劳（高应力）和高低周复合疲劳等二级疲劳断裂模式；按环境介质可以有一般疲劳、腐蚀疲劳、高温疲劳、微振疲劳等二级疲劳断裂模式；

按宏观疲劳裂纹走向与主应力的关系可以有正断型疲劳（如疲劳裂纹扩展的第Ⅰ阶段）、剪切型疲劳（如疲劳裂纹扩展的第Ⅱ阶段）等二级疲劳断裂模式；按微观疲劳裂纹走向与显微组织的关系可以有穿晶疲劳、沿晶疲劳等二级疲劳断裂模式。

疲劳断口的二级诊断就是在确认为疲劳的基础上，判定疲劳的二级模式。机械疲劳断裂与热疲劳断裂之间的差别主要是前者的交变（或循环）应力来源于机械载荷，而后者因温度交变引起疲劳破坏。当然这两者疲劳断裂的断口形貌上也有差别，热疲劳断口一般为多源，表面严重氧化，有时沿晶，疲劳条带间隔大，并带有大量的沿条带分布的或沿晶分布的二次疲劳裂纹和较多的与疲劳条带基本垂直的二次台阶。

低周疲劳与高周疲劳相比较，通常具有如下宏观特征：一般具有多个疲劳源点，且往往呈线状，疲劳源之间的放射状棱线多而且台阶的高度差大；最终断裂区的面积所占比例大，甚至远大于疲劳裂纹稳定扩展区面积；疲劳弧线间距加大，扩展区的疲劳台阶（疲劳沟线）粗且短；整个断口高低不平，有时接近于静载拉伸断裂的断口。微观断口上会出现各种静载断裂所产生的断口形貌，如韧窝、沿晶等形貌。一般情况下，当疲劳断裂循环数很低时，断口上为细小的韧窝形貌，没有疲劳条带出现；当疲劳断裂循环数达到一定值时，断口上会出现轮胎花样；只有当疲劳断裂循环数达到相当值时，才会出现高周疲劳中常见的疲劳条带，不过此时的条带的间距较宽。

腐蚀疲劳与一般疲劳（室温空气中的疲劳）相比较，最主要的差别是在腐蚀疲劳的宏观和微观断口上都有腐蚀产物或痕迹。另外，腐蚀疲劳的条带多呈现脆性特征。当然，最重要的诊断依据应该是腐蚀参量，各种具体的腐蚀疲劳断裂模式更是要找到具体的、特有的腐蚀参量才行。

高温疲劳与一般疲劳的区别在于前者发生在高温下，后者发生在室温下。在高温下裂纹尖端材料氧化（腐蚀）加剧，更为重要的是高温会使材料呈现蠕变特性，这些都会使高温疲劳断口呈现更为复杂的特征。一般来讲，在空气中的高温疲劳断口表面有氧化物及其色彩带，这种色彩带有时与疲劳弧线相重叠，有时则不重叠，但色彩带的形状与疲劳弧线相似；色彩带的颜色随温度的改变而变化。微观上疲劳条带变得不规则且间距增大，二次裂纹较多，当疲劳断裂时的温度超过蠕变温度时断口上还可能会出现蠕变特征。除了要寻找断口在高温下的氧化（或腐蚀）痕迹之外，确定其温度环境参数也是非常必要的。

至于一般的腐蚀疲劳断裂与应力腐蚀疲劳断裂之间在断口上很难找到差别，而主要是要分析引起疲劳断裂的腐蚀介质与材料之间是否有应力腐蚀的匹配关系。一般腐蚀疲劳断裂模式的腐蚀介质与材料之间没有如应力腐蚀那样的匹配关系，而应力腐蚀疲劳断裂的腐蚀介质与材料有应力腐蚀的匹配关系。这就是说，区分两者的主要依据是腐蚀介质的参数分析和确认。

微振疲劳是指某一构件与其他构件接触面间发生微动磨损的条件下受交变载荷作用而发生的疲劳损伤过程，它是微动磨损、氧化腐蚀、交变应力三者综合作用的过程。微振疲劳一般起源于腐蚀坑，宏观断口形貌也分为三个明显区域，微观上也有疲劳条带，但与纯机械疲劳相比，其最为明显的特征是在源区和扩展初期的断口上有腐蚀产物，在断口的侧表面（即微动磨损面）上有大量的微裂纹、表面金属掉块、不均匀磨损擦伤等痕迹。