金屬材料的力學性能又稱機械性能，是材料在力的作用下所表現出來的性能。力學性能對金屬材料的使用性能和工藝性能有著非常重要的影響。金屬材材料的力學性能有：強度、塑性、硬度、韌性、疲勞強度等。
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力學性能
物理性能
金屬材料的物理性能主要有密度、熔點、熱膨脹性、導熱性、導電性和磁性等。由於機器零件的用途不同，對其物理性能要求也有所不同。例如，飛機零件常選用密度小的鋁、鎂、 鈦合金來製造；設計電機、電器零件時，常要考慮金屬材料的導電性等。
金屬材料的物理性能有時對加工工藝也有一定的影響。例如，高速鋼的導熱性較差，鍛造時應採用低的速度來加熱升溫，否則容易產生裂紋；而材料的導熱性對切削刀具的溫升有重大影響。又如，錫基軸承合金、鑄鐵和鑄鋼的熔點不同，故所選的熔煉設備、鑄型材料等均有很大的不同。
化學性能
金屬材料的化學性能主要是指在常溫或高溫時，抵抗各種介質侵蝕的能力，如耐酸性、鹼性、抗氧化性等。
對於腐蝕介質中或在高溫下工作的機器零件，由於比在空氣中或室溫時的腐蝕更為強烈，故在設計這類零件時應特別注意金屬材料的化學性能，並採用化學穩定性良好的合金。如化工設備、醫療用具等常採用不鏽鋼來製造，而內燃機排氣門和電站設備的一些零件則常選用耐熱鋼來製造。
工藝性能
工藝性能是金屬材料物理、化學性能和力學性能在加工過程中的綜合反映，是指是否易於進行冷、熱加工的性能。按工藝方法的不同，可分為鑄造性、可鍛性、焊接性和切削加工性等。
在設計零件和選擇工藝方法時，都要考慮金屬材料的工藝性能。例如，灰鑄鐵的鑄造性能優良，是其廣泛用來製造鑄件的重要原因，但他們的可鍛性極差，不能進行鍛造，其焊接性也較差。又如，低碳鋼的焊接性能優良，而高碳鋼則很差，因此焊接結構廣泛採用低碳鋼。
