通過不同的力學試驗測定金屬材料的各種力學性能判據(jù)。金屬在力作用下所顯示的同彈性和非彈性相關(guān)的及同應(yīng)力一應(yīng)變相關(guān)的性能都屬于金屬力學性能。在研制和發(fā)展新材料、改進材料質(zhì)量、金屬制件的設(shè)計和使用等過程中，力學性能是最重要的性能指標，是金屬塑性加工產(chǎn)品性能檢驗中不可缺少的檢驗項目。
力學性能試驗一般有拉伸試驗、剪切試驗、壓縮試驗、彎曲試驗、沖擊試驗、硬度試驗、應(yīng)力松弛試驗、疲勞試驗等。其中應(yīng)力松弛試驗和疲勞試驗不屬于材料的常規(guī)力學性能檢驗。
拉伸試驗是在拉伸試驗機上用靜拉伸力對試樣進行軸向拉伸，以測量力和相應(yīng)的伸長(一般拉至斷裂)，測定其相應(yīng)的力學性能的試驗。拉伸試驗是力學性能試驗中最基本的經(jīng)典試驗方法。拉伸試驗絕大多數(shù)在常溫下進行，只有對在高溫下使用的鋼材要作高溫拉伸性能試驗。
沖擊試驗是一種動態(tài)力學試驗。把一定形狀的試樣用拉、扭或彎曲的方法使之迅速斷裂，測定使之斷裂所需要的功Ak，稱為沖擊功。一般認為沖擊試驗是檢驗材料韌性的，所以也叫做沖擊韌性試驗。常用的試驗方法是彎曲沖擊試驗。彎曲沖擊試驗可分為肱梁式和橫梁式。試樣按缺口形狀分有V形、U形和鑰孔形3種。橫梁式?jīng)_擊試驗可在不同溫度下進行，是應(yīng)用最廣泛的一種沖擊試驗方法。
彎曲試驗在工程和建筑上，很多構(gòu)件和零部件是在彎曲載荷作用下工作的，如橋式起重機橫梁、火車的輪軸、電纜橋架等，需要對這些零件或構(gòu)件的材料進行彎曲性能評定，因此彎曲力學性能也是生產(chǎn)中常用的一種金屬性能試驗方法。
剪切試驗測定材料在剪切力作用下的抗力性能，是材料機械性能試驗的基本試驗方法之一。主要用于試驗承受剪切載荷的零件和材料，如鍋爐和橋梁上的鉚釘、機器上的銷釘?shù)?。剪切試驗在萬能試驗機上進行，試樣置于剪切夾具上，加載形式有單剪和雙剪兩種， 試樣在剪切載荷P作用下被切斷。
壓縮試驗測定材料在靜壓力作用下應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系的方法。脆性材料在壓力作用下的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系不遵守虎克定律，壓碎時單位面積上的力即為抗壓強度。管環(huán)壓縮時，根據(jù)管環(huán)尺寸和管環(huán)壓壞時的載荷，算出管環(huán)的抗彎強度。
硬度試驗在規(guī)定的試驗力下將壓頭壓入材料表面，用壓痕深度或壓痕表面積大小評定其硬度的試驗方法。根據(jù)壓頭形狀，硬度試驗分為布氏硬度試驗、洛氏硬度試驗、維氏硬度試驗、肖氏硬度試驗等。硬度試驗方法簡單易行，在某些情況下甚至可以看作是無損檢驗，在試樣很小時還可以在一定程度上代表其他力學性能試驗，得到有價值的參考數(shù)據(jù)。
應(yīng)力松弛是在規(guī)定溫度下，保持試樣初始變形或位移恒定，測定試樣上應(yīng)力隨時間而變化的關(guān)系。應(yīng)力松弛試驗分有拉伸應(yīng)力松弛試驗和彎曲應(yīng)力松弛試驗。前者用于棒、線材產(chǎn)品的檢驗，后者用于管材產(chǎn)品的檢驗，如預(yù)應(yīng)力混凝土用的熱處理鋼筋、鋼絲繩等。
疲勞試驗是金屬試樣在一定的條件下承受某一類循環(huán)應(yīng)力的恒負荷幅，測定試樣的疲勞強度、疲勞極限或疲勞壽命的試驗方法。疲勞試驗在專門的疲勞試驗機上進行。疲勞試驗根據(jù)試樣受力方式之不同，可分為彎曲疲勞試驗、軸向(拉或壓)疲勞試驗、扭轉(zhuǎn)疲勞試驗和復(fù)合疲勞試驗，其中最常用的是軸向疲勞試驗。疲勞試驗用于航空材料、軸承材料、海洋船舶材料、石油化工材料等的性能研究和檢驗。