金属材料的物理性能主要体现在它的力学性能。
任何机械零部件在加工和使用的过程中都会承受外力的作用。材料在荷载作用下所表现出的特性称为材料的力学性能，包括强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等性能。
 
    ①强度。强度是指材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。抵抗外力作用的能力越大，则强度越高。
 
    ②塑性。塑性是材料在外力作用下产生塑性变形的能力，常用的塑性指标有两个：试样拉断后的伸长率和断面收缩率。
 
    ③硬度。硬度是表征金属材料弹性、强度、塑性等的一个综合性能指标。实践证明，一般材料硬度越高，耐磨性越好，强度越高。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。
 
    金属材料的常用硬度指标有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC)和维氏硬度(HV)。机械工程常用布氏硬度(HB)和洛氏硬度(HRC)检测和标示。
 
    硬度是各种机械零件和工具必备的性能指标，常作为金属材料软硬程度的性能指标。硬度值越高，材料越硬，并且强度值越高。
 
    ④冲击韧性。冲击韧性是指金属材料抵抗冲击荷载而不破坏的能力，一般用冲击功和冲击韧度表示。
 
    ⑤疲劳强度。疲劳破坏是机械零件突然失效的主要原因之一。而且疲劳破坏前往往无明显的变形预兆，所以经常造成重大安全事故。造成疲劳破坏的原因与疲劳破坏的起源和传差过程密切相关。在金属材料内部往往存在一些缺陷，如空洞、夹杂物及表面机加工嚣下的痕等，当交变应力超过一定限度时，首先在缺陷处因较大的应力集中而形成了裂纹源；随应力循环次数的增加，疲劳裂纹逐渐扩展，随着裂纹的进一步扩展，构件截面削弱，以至不能承受所加的载荷而发生突然脆性断裂。为了提高材料疲劳强度，应保证材料的质量和焊凄等机械加工质量。也可以通过改善零件的结构形状，避免应力集中；改善表面粗糙度；进行表面热处理和表面强化处理等措施可以提高材料的疲劳强度。
 
    材料的力学性能与温度有关，一般来说，随温度升高，金属材料的强度、硬度下降，塑性、韧性增加；随温度降低，金属材料的强度、硬度增加，塑性、韧性下降。因此，在高温或低温工作的设备和机器，应按其工作温度来查取金属材料的力学性能选择金属材料。
 
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