金属材料的力学性能是指金属材料在力作用下所表现出来的性能。力学性能主要有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。

1.强度

强度是金属材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。抵抗能力越大，则强度越高；强度越高的材料越能承受较大的外力面不变形和破坏。

由于材料承受载荷的方式不同，其变形形式也不同，所以材料的强度又分为抗拉、抗压、抗扭、抗弯、抗剪等的强度，其中最常用的强度是抗拉强度或强度极限σ_b。

强度极限σ_b可以通过拉伸试验测定。σ_b表示材料在拉伸条件下所能承受的最大应力，是机械设计和选材的主要依据之一。

2.塑性

塑性是金属材料在静载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力。塑性指标用伸长率δ和断面收缩率ψ来表示。

δ、ψ值越大，表示材料的塑性越好。材料具有塑性才能进行压力加工，如汽车外壳、不锈钢用品等。塑性好的材料制成的零件在使用时也较安全。

3.硬度

硬度是衡量金属材料软硬的一个指标。一般认为，硬度是指金属材料抵抗其他更硬物体压入其表面的能力，是金属材料表面抵抗变形或破坏的能力。它是材料塑性、强度等性能的综合体现。在生产上最常用的硬度有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC、HRB、HRA)和维氏硬度(HV)。

布氏硬度用于测定铸铁、有色金属、低合金结构钢以及结构钢调质件的硬度；洛氏硬度应用最广，常用于测定工件的表面硬度，如淬火钢；维氏硬度由于测试手续较繁、应用较少。三种硬度之间没有换算关系，但有对照表可参考。

4.韧性

金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力，称为韧性。材料的冲击韧性一般在摆锤冲击试验机上进行测试，测得试样在冲断时断口单位面积所消耗的冲击吸收功，称为冲击韧度或冲击值，常用a_k表示中，其单位为J/cm²。a_k值越大，冲击韧度越高。

注：a_k=A_K/A,其中A_K为冲断试样所消耗的冲击功，J；A为试样缺口处的数面积，cm².

5.疲劳强度

金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。实际上，金属材料并不可能作无限多次交变载荷试验，一般试验时规定，钢在经受10⁷次、有色金属经受10⁸次交变载荷作用时不产生断裂的最大应力称为疲劳强度。当施加的交变应力是对称循环变化时，所得的疲劳强度用σ_-1表示。

由于疲劳断裂是突然发生的，具有很大的危险性，所以要选择抗疲劳强度较好的材料来制造承受交变载荷的机器零件，如轴、齿轮、弹簧等。