超高サイクル疲労
超高サイクル疲労における特徴や機構は材料によって異なる。一般的な疲労破壊では、材料の表面を起点にしてき裂が発生し、それが進展して破壊に至ることが多い。一方で、超高サイクル疲労の特徴として、低い応力・長い寿命の範囲で、材料の内部を起点として生じる疲労破壊が見られることが挙げられる。高強度鋼、表面硬化鋼、高強度鋳鉄、Ti-6Al-4Vのようなチタン合金などの超高サイクル疲労で、この内部起点型の破壊が起こる。高強度鋼などでは、表面起点型と内部起点型のそれぞれのS-N曲線が同居し、なおかつ内部起点型のS-N曲線が表面起点型よりも長寿命側にずれて存在するような様相のS-N線図になることが知られている。このような様相のS-N線図は二重S-N曲線(英: duplex S-N curve)ないし二重S-N線図、二重S-N特性と呼ばれる。二重S-N曲線の中間水平部分は、10 回までの疲労試験で決定できると考えられていたような従来の疲労限度に相当し、表面起点型のき裂が進展する下限値を意味する。この表面起点型き裂の下限値より低い応力でも内部起点型の疲労破壊が起こるため、二重S-N曲線のような疲労特性が生まれる。
高強度鋼の内部起点型の超高サイクル疲労破壊では、一般的に材料材部の非金属介在物を起点とする。大きさが数 μm から数十 μm のAl2O3、CaO、TiN などの化合物が、起点となる鋼中の非金属介在物である。こういった介在物は製鋼の過程で含まれる。