Ich vermute mal "ins Blaue" hinein, dass es sich wahrscheinlich um einen sogenannten Dauerschwingbruch handelt. Eine winzige Kerbe, Überlastung, Materialüberdehnung oder ähnliches führt unter jahrelanger Wechselbelastung (Drehzahl, Schwingungen) nach und nach zu einer immer mehr anwachsenden Schädigung. Im Bruchbild der Schadensfläche/Bruchfläche kann man meist schon mit bloßem Auge erkennen, dass ein langsam sich abzeichnender Bruch kleine Riefen erkennbar werden läßt. Durch den immer kleiner werdenden Restbestand an tragendem Material-Volumen wächst darin aufgrund der Formel Spannung = Kraft durch Fläche die Spannung an, bis eines Tages die Spannung zu groß wird und ein sogenannter Gewaltbruch oder Restbruch stattfindet. Das heißt, der Rest an tragendem Material bricht auf einen Schlag weg. Das kann Jahre dauern, bis der Fall eintritt. Unter hoher Temperatur, wie bei einem Motor, kommen noch andere Effekte dazu - zum Beispiel wird das Material nachgiebiger, es gibt mehr Anteile von "Fliessen" anstatt "Brechen". Ist die Temperatur oberhalb gewisser Grenzen, kommen aber auch gegenläufige Tendenzen dazu, beispielsweise "Versprödung".
Diese grundlegenden Effekte sind mir aufgrund meiner Kenntnisse in Werkstoffkunde bekannt. Ich bin jedoch absolut kein Motorfachmann und kein Konstrukteur, so dass ich nichts beisteuern kann, was bei Deinem Motor bzw. der Schraube nun tatsächlich zum Versagen auf lange Zeit geführt hat.
Ich habe jedoch selbst einmal etwas ähnliches erlebt, indem mir bei meinem Rennrad eines Tages völlig überraschend die rechte Pedale abgebrochen ist. Und zwar direkt neben dem Gewinde, mit welchem die Pedale in die Tretlagerkurbel eingeschraubt wird (Gewinde = Kerbe = Spannungserhöhung). Die Bruchfläche zeigte genau das oben beschrieben Bild.
Wahrscheinlich hatte ich "lange Zeit davor" das Gewinde zu stark angezogen, hatte es "zu gut gemeint". Und dadurch einen Anfangs-Schaden, einen kleinen Riss, erzeugt.
Zum Glück passierte das Abbrechen der Pedale nicht beim Sprint oder bei einer rasanten Bergabfahrt, sondern beim Antreten beim Losfahren an einer Ampel, sonst wäre das böse ausgegangen.
Ich hoffe, meine Betrachtungen öffnen den Blick auf eine Möglichkeit, was da bei Deiner Zylinderkopfschraube wahrscheinlich passiert ist.