În conexiunile cu șuruburi, există un tip de fractură cunoscut sub numele de fractură de oboseală. Ruptura de oboseală are loc mai ales în medii cu vibrații ciclice pe termen lung. Similar cu fragilizarea hidrogenului, fracturarea sa este bruscă, dar cele două sunt fundamental diferite-fractura prin oboseală este rezultatul deteriorării cumulate sub sarcini ciclice-pe termen lung, în timp ce fragilizarea hidrogenului este o fractură fragilă cauzată de atomii de hidrogen. În prezent, nu există nicio tehnologie care să prezică în avans momentul exact în care un șurub va suferi o fractură de oboseală. Prin urmare, trebuie luate măsuri preventive încă din etapele inițiale, cum ar fi proiectarea, selecția materialului și instalarea.
Fiecare șurub are o durată de viață. Deși unele șuruburi pot fi refolosite, acestea nu pot fi folosite la nesfârșit. Când un șurub se află în condiții de funcționare care depășesc sarcina proiectată pentru o perioadă lungă de timp, probabilitatea de rupere prin oboseală crește semnificativ. Astfel de fracturi nu numai că cauzează daune grave echipamentelor de producție, dar pot duce și la accidente de siguranță în cazuri grave.
Deci, de ce șuruburile se confruntă cu fracturi de oboseală? O înțelegere relativ consistentă în industrie este următoarea: sub acțiunea sarcinilor ciclice (cum ar fi vibrațiile și presiunea alternantă), stresul tinde să se acumuleze în zonele de concentrare a tensiunilor bolțului (de exemplu, rădăcinile filetului și tranziția dintre cap și tijă). Dacă componentele potrivite au abateri dimensionale saușurubeste instalat cu preîncărcare necorespunzătoare (fie prea strâns, fie prea slăbit), dezechilibrul local al tensiunii va fi agravat și mai mult. Când solicitarea acumulată depășește limita de oboseală a materialului și plasticitatea materialului este insuficientă pentru a tampona această deteriorare, se vor forma treptat microfisuri în interiorul șurubului. Pe măsură ce numărul de cicluri crește, fisurile continuă să se propage; când ajung într-un punct critic, șurubul se va rupe brusc. Ceea ce vedem cu ochiul liber ca o „fractură bruscă” este de fapt rezultatul acumulării de fisuri pe termen lung-și al propagării treptate. Procesul complet poate fi rezumat astfel: efortul ciclic acționează asupra punctelor de concentrare a tensiunii ale bolțului → rupe treptat matricea bolțului → se formează microfisuri → fisuri se propagă până la punctul critic → șurubul se rupe brusc.
Acesta este unul dintre motivele pentru care șuruburile trebuie să fie supuse testării rezistenței la tracțiune înainte de utilizare. Deși încercarea de tracțiune durează puțin timp, permite o evaluare preliminară a proprietăților mecanice de bază ale șurubului prin observarea locației ruperii (dacă fractura are loc în zone de concentrare a tensiunilor, cum ar fi rădăcinile filetului sau tranziția capului-tindului, riscurile de oboseală trebuie să fie vigilente) și înregistrând forța de rupere. Dacă forța de rupere a șuruburilor în test este semnificativ mai mică decât standardele de proiectare, nu se recomandă utilizarea acestui lot de șuruburi.
În plus, schimbările de temperatură a mediului afectează și durata de viață la oboseală a șuruburilor. Dacă șurubul este utilizat într-un mediu cu temperaturi excesiv de ridicate sau scăzute, sau fluctuații frecvente de temperatură alternativă, va accelera deteriorarea materialului prin oboseală. Atunci când este combinat cu eroziunea șurubului de către mediile corozive din aer (cum ar fi umiditatea și pulverizarea de sare), probabilitatea de fractură prin oboseală va crește și mai mult.
Majoritatea acestor riscuri de fractură sunt legate de adaptabilitatea materialului la condițiile de funcționare. Putem reduce probabilitatea ruperii prin oboseală prin optimizarea proceselor de producție: atunci când condițiile permit, secvența de prelucrare a șuruburilor poate fi mai întâi ajustată-, semifabricatele șuruburilor sunt supuse unui tratament termic (călire și revenire), apoi se efectuează laminarea filetului (procesul tradițional în unele scenarii este laminarea filetului urmat de tratament termic. Cu toate acestea, pentrușuruburi de{0}}înaltă rezistență, tratamentul termic înainte de laminarea filetului poate reduce concentrația suplimentară de stres cauzată în timpul procesării filetului, îmbunătățind astfel rezistența la oboseală). Alternativ, șuruburile complet filetate pot fi înlocuite cu șuruburi parțial filetate. La urma urmei, secțiunea de tijă netedă a șurubului nu are structură filetată, rezultând o distribuție mai uniformă a tensiunii și o rezistență la oboseală mult mai bună decât secțiunea filetată.
