При подальшій експлуатації спостерігається переважне зростання тріщин у напрямку прикладання зовнішніх навантажень. Ці тріщини при певних умовах можуть стати магістральними, що призведе до повного руйнування виробу.

Характер руйнування зміцнених сталей принципово відрізняється від характеру руйнування незміцнених сталей. Коли сталь не має зміцненого поверхневого шару, а її структура і механічні властивості однорідні по всьому перерізу руйнування, процес руйнування проходить у дві стадії — зародження тріщин і їх поширення до повного руйнування зразка.

Діаграми руйнування в координатах зусилля—час бувають зростальними (збільшення зусилля руйнування до Ртх при зародженні тріщини) і спадними (зменшує зусилля до нуля при поширенні тріщини).

У зміцнених зразках структура сталі в перерізі руйнування складається з двох шарів — загартованого і вихідного металу, тому процес руйнування відбувається у кілька стадій: субмікроскопічна тріщина зароджується і зростає в зміцненому шарі; на межі з вихідним (більш м'яким) металом вона обривається. Для подальшого її поширення необхідні значно більші зусилля, ніж зусилля зародження в зміцненому шарі. Такий складний механізм руйнування зміцнених матеріалів відомий у механіці композиційних матеріалів як множинне руйнування.

Різка відмінність мікромеханізмів руйнування в зміцненій зоні і у вихідній структурі притаманна сталям, які зміцнені плазмовим струменем, шаруватими композиційними матеріалами з твердим і крихким поверхневим шаром і відносно м'яким, пластичним внутрішнім шаром. На зламі зміцнених зразків, на ділянках переходу від загартованої структури до вихідної спостерігаються специфічні східці, які свідчать про гальмування тріщини за механізмом викривлення її траєкторії. Це можна пояснити, з одного боку, більш високою пластичністю вихідної структури цих сталей, а з іншого — переходом від зусиль стиснення до зусиль розтягнення, які намагаються змінити напрямок поширення тріщини. Такий же механізм гальмування тріщини діє і в інших способах поверхневого зміцнення (азотування, борування, віброударний тощо).

Гальмування тріщин на зміцнених сталях із вмістом вуглецю до 0,9 % не сприяє підвищенню їх тріщиностійкості внаслідок значного зменшення роботи щодо зародження тріщини в крихкому поверхневому шарі і недостатньо високої в'язкості руйнування цих сталей у вихідному стані. Для підвищення тріщино-