由石油鉆桿的工作環境及受力情況分析，鉆桿的主要失效形式有斷裂、塑性變形（如彎曲）、絲扣嚴重磨損等。其中以斷裂這種失效形式較為嚴重。這種失效形式表現為當鉆桿頭部的軸肩處承受較大的扭轉作用及沖擊力作用時，鉆桿便會在此處發生斷裂。斷裂發生后，三牙鉆頭由于和外界失去了連接，只能留在地層而無法取出，而三牙鉆頭的造價又相當昂貴，這樣就會給客戶帶來相當大的損失。

出現斷裂的原因往往是由于鉆桿頭部軸肩處與管體相連接的地方硬度較高，塑性和韌性較差。通過金相組織的分析，這一部分的回火索氏體組織（淬火 高溫回火得到的組織）的晶粒度等級通常不在要求的等級范圍之間，這種情況的產生與淬火過程有著較大的聯系。

除斷裂外，還有就是彎曲。即鉆桿的桿體部分發生塑性變形。當管體彎曲的弧度較大，超過管體的彈性時，管體則發生塑性變形。鉆桿發生塑性變形對客戶的影響較小，沒有斷裂產生的影響嚴重，需要經過校直，即可以使鉆桿恢復，然后再次重新投入使用，之所以會發生塑性變形，這也跟鉆桿的淬火調質處理有著密切的關系。若調質的鉆桿硬度較低，組織中回火索氏體組織較少或索氏體晶粒較為粗大，層片間距較大，則鉆桿的塑性，韌性就差，那么出現彎曲也就在所難免了。