為更合理使用金屬材料，充分發揮其作用，必須掌握各種金屬材料制成的零、構件在正常工作情況下應具備的性能（使用性能）及其在冷熱加工過程中材料應具備的性能（工藝性能）。
材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔點、導電性、導熱性、熱膨脹性、磁性等）、化學性能（耐用腐蝕性、抗氧化性），力學性能也叫機械性能。
材料的工藝性能指材料適應冷、熱加工方法的能力。
（一）、機械性能
機械性能是指金屬材料在外力作用下所表現出來的特性。
1、強度：材料在外力（載荷）作用下，抵抗變形和斷裂的能力。材料單位面積受載荷稱應力。
2、屈服點（бs）：稱屈服強度，指材料在拉抻過程中，材料所受應力達到某一臨界值時，載荷不再增加變形卻繼續增加或產生0.2%L。時應力值，單位用牛頓/毫米2（N/mm2）表示。
3、抗拉強度（бb）也叫強度極限指材料在拉斷前承受大應力值。單位用牛頓/毫米2（N/mm2）表示。
4、延伸率（δ）：材料在拉伸斷裂后，總伸長與原始標距長度的百分比。
5、斷面收縮率（Ψ）材料在拉伸斷裂后、斷面大縮小面積與原斷面積百分比。
6、硬度：指材料抵抗其它更硬物壓力其表面的能力，常用硬度按其范圍測定分布氏硬度（HBS、HBW）和洛氏硬度（HKA、HKB、HRC）。
7、沖擊韌性（Ak）：材料抵抗沖擊載荷的能力，單位為焦耳/厘米2（J/cm2）。
對低碳鋼拉伸的應力——應變曲線分析
1.彈性：εe=σe/E， 指標σe，E
2.剛性：△L=P·l/E·F 抵抗彈性變形的能力強度
3.強度： σs---屈服強度，σb---抗拉強度
4.韌性：沖擊吸收功Ak
5.疲勞強度： 交變負荷σ-1＜σs
6.硬度 HR、HV、HB
Ⅰ階段 線彈性階段 拉伸初期 應力—應變曲線為一直線，此階段應力高限稱為材料的比例極限σe.
Ⅱ階段 屈服階段 當應力增加至一定值時，應力—應變曲線出現水平線段（有微小波動），在此階段內，應力幾乎不變，而變形卻急劇增長，材料失去抵抗變形的能力，這種現象稱屈服，相應的應力稱為屈服應力或屈服極限，并用σs表示。
Ⅲ階段 為強化階段，經過屈服后，材料又增強了抵抗變形的能力。強化階段的高點所對應的應力，稱材料的強度極限。用σb表示，強度極限是材料所能承受的大應力。
Ⅳ階段 為頸縮階段。當應力增至大值σb后，試件的某一局部顯著收縮，后在縮頸處斷裂。
對低碳鋼σs與σb為衡量其強度的主要指標。
剛性：△L=P·l/E·F，抵抗彈性變形的能力。
P---拉力，l---材料原長，E---彈性模量，F---截面面積
塑性變形：外力去處后，不能恢復的變形，即殘余變形稱塑性變形。
材料能經受較大塑性變形而不破壞的能力，稱為材料的塑性或延伸性。
衡量材料塑性的兩個指標是延伸率和斷面收縮率。
延伸率δ=（△l0/l）×100% 斷面收縮率ψ=（（A-A1）/A）×100%
韌性（沖擊韌性）：常用沖擊吸收功 Ak 表示，指材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的力。
疲勞強度：材料抵抗無限次應力（107）循環也不疲勞斷裂的強度指標，交變負荷σ-1＜σs為設計標準。
硬度：材料軟硬程度。
測定硬度試驗的方法很多，大體上可以分為彈性回條法（肖氏硬度）壓入法（布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度）和劃痕法（莫氏硬度）等三大類，生產上應用廣泛的是壓入法。它是將一定形狀、尺寸的硬質壓頭在一定大小載荷作用下壓入被測材料表層，以留下的壓痕表面面積大小或深度計算材料的硬度值。
由于硬度測定時的測定規范，所用儀器設備等不同，用壓入法井臺測定材料的硬度的方法也有多種。
常用的方法是布氏硬度法（HB），維氏硬度法（HV），洛氏硬度法（HR）。
（二）、工藝性能
指材料承受各種加工、處理的能力的那些性能。
8、鑄造性能：指金屬或合金是否適合鑄造的一些工藝性能，主要包括流性能、充滿鑄模能力；收縮性、鑄件凝固時體積收縮的能力；偏析指化學成分不均性。
9、焊接性能：指金屬材料通過加熱或加熱和加壓焊接方法，把兩個或兩個以上金屬材料焊接到一起，接口處能滿足使用目的的特性。
10、頂氣段性能：指金屬材料能承授予頂鍛而不破裂的性能。
11、冷彎性能：指金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂性能。彎曲程度一般用彎曲角度α（外角）或彎心直徑d對材料厚度a的比值表示，a愈大或d/a愈小，則材料的冷彎性愈好。
12、沖壓性能：金屬材料承受沖壓變形加工而不破裂的能力。在常溫進行沖壓叫冷沖壓。檢驗方法用杯突試驗進行檢驗。
13、鍛造性能：金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的能力。
（三）、化學性能
指金屬材料與周圍介質掃觸時抵抗發生化學或電化學反應的性能。
14、耐腐蝕性：指金屬材料抵抗各種介質侵蝕的能力。
15、抗氧化性：指金屬材料在高溫下，抵抗產生氧化皮能力。
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