Fractura de materiales, análisis y busca de reemplazo

En resumen, tengo una parte de un conjunto mecánico que se rompió debido a una falla del material. Necesito proponer una solución sólo cambiando el material, no el diseño (al menos, el enfoque principal debe ser solo cambiar el metal...).
Se trata de un eje de una bicicleta de salto BMX (precisamente de BMX street), que me falló de repente. En realidad, no me di cuenta en el momento que se rompió en 2 pedazos; un amigo mío pidió la bicicleta y se la di, él subió y tan rápido como subió, preguntó qué le pasaba a la rueda delantera, ya que estaba "floja" ... Las tuercas estaban en su lugar, todo parecía estar bien, pero realmente tenía algo de juego, se notaba. Cuando estábamos aflojando la tuerca, nos dimos cuenta de que teníamos el eje en dos piezas, con una fractura limpia, en seco, de la nada. En el enlace de abajo hay algunas imágenes amplificadas de los ejes y las fracturas desde las dos perspectivas. Noté que la falla comenzó justo en el último hilo de rosca, lo que significa que seguro tenía una concentración de tensión causada por la cavidad de la rosca. ¿Qué información se puede deducir al observar la fractura, según vuestra experiencia y conocimientos? El eje está hecho de Chromoly (creo que es 4130 o 4140 Cr-Mo, o algo muy similar). El diámetro -casi uniforme a lo largo del eje- es de 3/8" de pulgada (alrededor de 9,5 mm). La longitud total del eje es de algo más de 16 mm.
Adjuntaré un diagrama para mostrar cuál es la situación. La distancia (centro a centro) de los dos sitios donde se comunican los esfuerzos es de 18.5 mm, por lo que supongo que hay algo de flexión debido a la separación, y no es sólo esfuerzo de cizalla (corte). También hay mucha fatiga debido a la naturaleza abusiva de los trucos de BMX (en su mayoría trucos callejeros de BMX, donde generalmente aterrizas a la calle, plana, bien en seco haciendo trucos desde cierta altura, en algunos casos más de 2 metros).
Mirando la imagen donde están las 2 piezas, podemos ver la pieza roscada y a la izquierda está la otra. El sitio pulido casi en espejo de una de las piezas es donde se asienta el rodamiento (es un rodamiento de bolillero sellado). La fractura ocurrió más cerca del asiento del rodamiento, en el primer hilo como dije antes (¿concentración de estrés?...). No presenta curvatura el eje, cosa que suele suceder, supongo con metales más blandos o sin tratamientos endurecedores.

Mi idea era reemplazar el material que falla por algo más resistente como un microaleado (High-Strenght Low-Allow steel o HSLA en inglés) o tal vez podría hablar de alguna aleación de titanio. Sería caro, pero teniendo en cuenta que más allá de roturas de eje, no suele haber problemas con las mazas de las bicicletas, solucionar esto sería tener una maza delantera que te durará muchos años y te evitará dolores de cabeza. Convengamos, los rodamientos de la maza suelen fallar, es raro, pero se reemplazan sin mucho problema si ocurriese.

Todas las imágenes y diagramas cargados para ustedes en https://filebin.net/6j8yeglbvyylqgwg