通過對鉆桿工作環境和受力情況的分析，發現鉆桿的主要失效形式是斷裂、塑性形變(如彎曲)和絲扣嚴重磨損等。在這些失效形式中，斷裂破壞最嚴重。其破壞形式表現為當鉆桿頭部的軸肩受到較大的扭轉和沖擊作用時，鉆桿就會在此處發生斷裂。斷層發生后，三牙鉆頭因與外界斷開，只能留在地層中不能取下，而三牙鉆頭的成本又相當高，因此對用戶造成相當大的損失。
發生斷裂的原因通常是由于石油鉆桿頭軸肩與管體連接處硬度高、塑性和韌性差。根據金相組織分析，這部分回火的索氏體組織(經高溫回火處理后的組織)的晶粒度等級一般不在所要求的等級范圍之內，這種情況的發生與淬火過程密切相關。
除了斷裂之外，還有彎曲。也就是鉆桿的桿體部分發生了塑性變形。管體內彎曲的弧度越大，超過了管體內彈性極限，管體內就會發生塑性變形。鉆具發生塑性變形對用戶的影響較小，不會造成嚴重的破壞，只需對鉆具進行校正，即能使鉆具恢復原狀，然后再重新投入使用，之所以會發生塑性變形，這也與鉆具的淬火調質處理密切相關。如果調質鉆桿硬度較低，組織中回火索氏體組織較少，或索氏體晶粒粗大，層片間距過大，則鉆桿塑性、韌性較差，出現彎曲也是不可避免的。