近年来，随着金属材料越来越广泛的运用于生产生活的各个领域，材料失效问题也日显突出。材料失效主要是指机械构件由于尺寸、形状或材料的组织与性能发生变化而引起的机械构件不能完满地完成预定的功能。归纳起来，大致可以分为三类：断裂、磨损、腐蚀。
1、断裂
根据断裂之前材料变形量的大小，可以分为韧性断裂和脆性断裂。韧性断裂发生之前会有明显的形变量及形变过程，脆性断裂则几乎不存在形变量，断裂过程极短，由于其发生具有突然性所以往往破坏性较大。
在日常生产生活中，最为常见的莫过于疲劳断裂，长时间的应力循环作用下，材料出现断裂；其次，还有一种常见于试验室的材料断裂失效模式，又称静载断裂，通常见到的拉伸断裂即属于此种断裂，相对于疲劳断裂而言，生产生活过程中出现的几率要小很多。
2、磨损
机件经常在高速、震动、超负荷等工况下工作，机械之间由于表面摩擦导致材料磨损而最终导致材料失效。
材料的磨损失效通常可以分为五类：磨粒磨损、黏着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损。其中，磨粒磨损最为常见，机件运转过程中，由于外界硬质颗粒介入或者接件本身凸起状物引起的磨损都是磨粒磨损，金属材料表面脱落物也属于磨粒磨损范畴。
磨损与摩擦相伴相生，生产中通常采用以下措施：一是接触面涂抹润滑油，提高光洁程度；二是在不影响正常生产的情况下，用焊机将机件焊到一起，减少机件的相对运动从而减少摩擦，进而减少磨损；三是为减少摩擦，可减少接触面的面积以及较小所受载荷，以此减小摩擦力；此外，也可通过探索提高材料的屈服强度。
3、腐蚀
金属材料的腐蚀是由于材料与周围介质相互接触发生化学及电化学反应。金属材料的腐蚀多种多样，宏观上分为全面腐蚀和局部腐蚀，在日常各类腐蚀事故中，基本以局部腐蚀最为常见，局部腐蚀又可分为应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀等。