金屬材料的物理性能主要體現在它的力學性能。
任何機械零部件在加工和使用的過程中都會承受外力的作用。材料在荷載作用下所表現出的特性稱為材料的力學性能，包括強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度等性能。
 
    ①強度。強度是指材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。抵抗外力作用的能力越大，則強度越高。
 
    ②塑性。塑性是材料在外力作用下產生塑性變形的能力，常用的塑性指標有兩個：試樣拉斷后的伸長率和斷面收縮率。
 
    ③硬度。硬度是表征金屬材料彈性、強度、塑性等的一個綜合性能指標。實踐證明，一般材料硬度越高，耐磨性越好，強度越高。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的，材料的強度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。
 
    金屬材料的常用硬度指標有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC)和維氏硬度(HV)。機械工程常用布氏硬度(HB)和洛氏硬度(HRC)檢測和標示。
 
    硬度是各種機械零件和工具必備的性能指標，常作為金屬材料軟硬程度的性能指標。硬度值越高，材料越硬，并且強度值越高。
 
    ④沖擊韌性。沖擊韌性是指金屬材料抵抗沖擊荷載而不破壞的能力，一般用沖擊功和沖擊韌度表示。
 
    ⑤疲勞強度。疲勞破壞是機械零件突然失效的主要原因之一。而且疲勞破壞前往往無明顯的變形預兆，所以經常造成重大安全事故。造成疲勞破壞的原因與疲勞破壞的起源和傳差過程密切相關。在金屬材料內部往往存在一些缺陷，如空洞、夾雜物及表面機加工囂下的痕等，當交變應力超過一定限度時，首先在缺陷處因較大的應力集中而形成了裂紋源；隨應力循環次數的增加，疲勞裂紋逐漸擴展，隨著裂紋的進一步擴展，構件截面削弱，以至不能承受所加的載荷而發生突然脆性斷裂。為了提高材料疲勞強度，應保證材料的質量和焊凄等機械加工質量。也可以通過改善零件的結構形狀，避免應力集中；改善表面粗糙度；進行表面熱處理和表面強化處理等措施可以提高材料的疲勞強度。
 
    材料的力學性能與溫度有關，一般來說，隨溫度升高，金屬材料的強度、硬度下降，塑性、韌性增加；隨溫度降低，金屬材料的強度、硬度增加，塑性、韌性下降。因此，在高溫或低溫工作的設備和機器，應按其工作溫度來查取金屬材料的力學性能選擇金屬材料。
 
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