金屬材料的性能決定著材料的適用范圍及應用的合理性。金屬材料的性能主要分為四個方面，即：機械性能、化學性能、物理性能、工藝性能。
機械性能
一應力的概念，物體內部單位截面積上承受的力稱為應力。由外力作用引起的應力稱為工作應力，在無外力作用條件下平衡于物體內部的應力稱為內應力(例如組織應力、熱應力、加工過程結束后留存下來的殘余應力…等等)。
二機械性能，金屬在一定溫度條件下承受外力(載荷)作用時，抵抗變形和斷裂的能力稱為金屬材料的機械性能(也稱為力學性能)。金屬材料承受的載荷有多種形式，它可以是靜態載荷，也可以是動態載荷，包括單獨或同時承受的拉伸應力、壓應力、彎曲應力、剪切應力、扭轉應力，以及摩擦、振動、沖擊等等，因此衡量金屬材料機械性能的指標主要有以下幾項：
1.強度
這是表征材料在外力作用下抵抗變形和破壞的較大能力，可分為抗拉強度極限(σb)、抗彎強度極限(σbb)、抗壓強度極限(σbc)等。由于金屬材料在外力作用下從變形到破壞有一定的規律可循，因而通常采用拉伸試驗進行測定，即把金屬材料制成一定規格的試樣，在拉伸試驗機上進行拉伸，直至試樣斷裂，測定的強度指標主要有：
⑴強度極限：材料在外力作用下能抵抗斷裂的較大應力，一般指拉力作用下的抗拉強度極限，以σb表示，如拉伸試驗曲線圖中較高點b對應的強度極限，常用單位為兆帕(MPa)，換算關系有：1MPa=1N/m2=(9.8)-1Kgf/mm2或1Kgf/mm2=9.8MPaσb=Pb/Fo式中：Pb?C至材料斷裂時的較大應力(或者說是試樣能承受的較大載荷);Fo?C拉伸試樣原來的橫截面積。
⑵屈服強度極限：金屬材料試樣承受的外力超過材料的彈性極限時，雖然應力不再增加，但是試樣仍發生明顯的塑性變形，這種現象稱為屈服，即材料承受外力到一定程度時，其變形不再與外力成正比而產生明顯的塑性變形。產生屈服時的應力稱為屈服強度極限，用σs表示，相應于拉伸試驗曲線圖中的S點稱為屈服點。對于塑性高的材料，在拉伸曲線上會出現明顯的屈服點，而對于低塑性材料則沒有明顯的屈服點，從而難以根據屈服點的外力求出屈服極限。因此，在拉伸試驗方法中，通常規定試樣上的標距長度產生0.2%塑性變形時的應力作為條件屈服極限，用σ0.2表示。屈服極限指標可用于要求零件在工作中不產生明顯塑性變形的設計依據。但是對于一些重要零件還考慮要求屈強比(即σs/σb)要小，以提高其安全可靠性，不過此時材料的利用率也較低了。
⑶彈性極限：材料在外力作用下將產生變形，但是去除外力后仍能恢復原狀的能力稱為彈性。金屬材料能保持彈性變形的較大應力即為彈性極限，相應于拉伸試驗曲線圖中的e點，以σe表示，單位為兆帕(MPa)：σe=Pe/Fo式中Pe為保持彈性時的較大外力(或者說材料較大彈性變形時的載荷)。
⑷彈性模數：這是材料在彈性極限范圍內的應力σ與應變δ(與應力相對應的單位變形量)之比，用E表示，單位兆帕(MPa)：E=σ/δ=tgα式中α為拉伸試驗曲線上o-e線與水平軸o-x的夾角。彈性模數是反映金屬材料剛性的指標(金屬材料受力時抵抗彈性變形的能力稱為剛性)。