Birçok kırılma olayında olduğu gibi, yorulma kırılması çatlak oluşumu, çatlak büyümesi ve çatlakların birleşmeleri neticesinde gelişen bir kırılmadır. Yorulmada çatlak oluşumu, birçok sünek kırılma prosesinde olduğu gibi mikroskobik seviyede homojen olmayan plastik deformasyon sonucunda oluşur.
Metallerde yorulma iç veya dış yüzeylerde başlar. Tüm malzemelerde homojenliğin bozulduğu bölgeler mevcuttur. Bu bölgelerde lokal olarak yumuşama veya yüzey pürüzlülükleri bölgesel gerilim konsantrasyonu artışına sebebiyet verirler. Bölgesel yumuşama veya yüzey pürüzlülükleri bölgesel olarak plastik akmaya neden olurlar. Çevrimsel gerilim altında oluşan yüzey pürüzlülükleri çatlak oluşumuna imkân sağlarlar.
Bu tür sıkıntı veya girintilerde oluşacak çatlağın oluşum aşaması 1. aşama olarak adlandırılır. Bu aşamada kırılmadan ziyade plastik deformasyon söz konusudur. Sonuç olarak; oluşan yorulma-çatlak düzlemi çekme yönüne paralel değildir. Bu sebeple, ilk çatlak çekme yönüne 90° den farklı bir açıda ilerler.
ikinci aşamada, çatlağın yavaş büyümesi, 1. aşamada çatlağın belli bir kritik ebada (malzemenin özelliğine bağlı olarak) ulaşması sonrası oluşur. Özetle, yorulma kırılması üç aşamada gerçekleşir.
Aşamada; çatlak oluşumu heterojen mikroskopik plastik akmalar neticesinde gerçekleşir. Bu çatlak belli bir ebada ulaştığında ikinci aşama başlar.
Aşamada; çatlak, uygulanan gerilimin oranına bağlı olarak ve çekme yönüne 90° açıyla ilerler.
Aşamada; 2. aşamada gelişen çatlak belli bir boyuta ulaştığında malzeme uygulanan yükü karşılayamaz durum ile karşılaşır. Bu durumda malzeme aşırı yükleme ile kırılır.
Çatlağın teşekkülü için üç ana faktör gereklidir;
Yeteri derecede yüksek bir çekme gerilmesi
Uygulanan gerilmenin oldukça geniş değişimi veya dalgalanması
Uygulanan gerilmenin yeteri kadar büyük tekrarlanma sayısı
Bu faktörlerle birlikte yan faktörlerden, yüzey kalitesi, korozyon, sıcaklık, aşırı yükleme, kalıcı iç gerilmeler, gerilim konsantrasyonu, frekans, mikroyapı, faz dağılımı, inklizyonlar da önemlidir.
