金属材料的性能分为物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能。
金属材料表现在物理范畴内的性能，主要有密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、磁性等。密度是，单位体积物质所具有的质量称为密度。其单位是kg/m3。铁的密度为7.83 g/cm³，大于钢。熔点是，金属材料从固体转变为液态时的温度称为熔点，不同金属熔点不同。当一种金属加入一种或多种其它元素时，其熔点一般比纯金属要低，加入元素越多，其熔点也更低些，有低熔点和高熔点金属，制定工艺时应考虑。35#钢和45#钢相比，随着含碳量的增加熔点降低，保险丝就是利用熔点最好的一个例子。热膨胀性是，金属材料的一个重要性能，金属材料受热时，其体积膨胀而变大的性能叫热膨胀性。热膨胀性有两个特点：一是通常具有可逆性，一般金属在弹性范围内、无相变时，热胀冷缩可逆，但热膨胀系数一般随温度变化而改变，并非固定常数；二是不可避免的，只要温度变化，就会产生尺寸变化，因此在工程设计、加工、装配中必须加以考虑和控制。导热性是，金属材料传导热量的能力称为导热性。一般用导热率表示，单位是：W/（m·k）.各种金属材料的导热性不同，纯金属导热性比合金要好。导电性是，金属材料传导电流的性能称为导电性，用电导率表示，与电阻率互为倒数，银的导电性最好，电导率为100％；其次是铜、铝。磁性是，金属材料能够被磁铁吸引的性能称为磁性。在众多的金属材料中，只有铁、镍、钴具有明显的磁性，与磁性有关系的案例有发电机、喇叭等。
金属材料的化学性能，是指金属在室温或高温下抵抗各种腐蚀性介质对其进行化学侵蚀的能力，常见的化学性能主要包括抗氧化性和耐腐蚀性。在制造在腐蚀性介质中工作的机械设备及其零件时，必须充分考虑材料的化学性能，以保证零件在使用过程中不被迅速氧化或腐蚀破坏。抗氧化性是，金属材料在高温下抵抗产生氧化的能力称为抗氧化性。提高抗氧化能力的主要途径是合金化，即加入合金元素Cr、Al、Si、Ni等，在钢表面形成致密的氧化物，以保护其表面不再继续氧化。可以用减重或增重的腐蚀速度来计算（5级）。抗氧化性在很多零件中都要涉及到，制造业生锈可以说是世界性难题，很多人在研究防锈、涂防锈油，包括在制造过程当中的一些防锈。比如仓库里的一批钢材，过了一段时间以后，下面长出了树皮一样的东西，这种现象是增重。耐腐蚀性是另外一个安全性能的指标。腐蚀是指金属和周围的介质如空气、水分、酸、碱、盐等接触，发生化学变化，使其表面受到侵蚀。金属材料抵抗上述各种介质腐蚀的能力称为耐腐蚀性。一般分为化学腐蚀和电化学（有电流产生）腐蚀，根据其破坏特征可分为：一般腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳等。耐腐蚀性比抗氧化性要复杂一些，它跟空气、水分、酸碱都有关。某个零件在某种环境下进行工作，它可以有多种腐蚀，通常比较容易看到的是一般性的腐蚀，但是不要忽略了盐腐蚀、静电腐蚀、腐蚀疲劳。目前汽车零部件停留在一些一般腐蚀、腐蚀疲劳。机械性能指，金属材料对外力作用的抵抗能力，以弹性、塑性、韧性、强度、硬度、疲劳、断裂韧性等指标衡量。弹性是，金属材料在外力作用下产生变形，当外力取消后又恢复到原来的形状和大小的一种特性，一般用弹性模数，弹性极限等衡量。在机械里面多次利用到它的，如：减震、弹簧等。塑性是，金属材料在外力作用下产生变形而不破坏，当外力去除后仍能使其变形保留下来的性能，它是与脆性相反的性能。用伸长率和断面收缩率衡量，数值越高，越容易压力加工，如汽车后桥上有一个零件叫弹性隔套，其装在主轴孔位置上。这个零件就是利用塑性。强度是，金属材料受外力作用时，对变形或断裂的抵抗能力称为强度。用抗拉、抗弯、抗压、抗剪、抗扭强度和屈服强度等衡量。对于普通碳素结构钢、低合金结构钢、炉用耐热钢，它们的抗拉强度是依次递增。具体用到什么强度要抓主次，有些是综合在一起的，举例说明：稳定杆是用它的抗拉强度；齿轮是用它的抗拉、抗剪、屈服强度；连杆用到抗拉、抗扭；弹簧用抗压、抗拉；螺栓用到抗拉、抗剪切力；轴承是典型的抗压。硬度是大家非常熟悉的性能指标，指金属材料抵抗其它更硬物体压入其表面的能力。通过试验机测定，硬度可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。比如170HBS（10/1000），S指的是淬火钢球压头；如果把S换成W，指金钢硬质合金压头， 10是指10mm的球径，1000是指压力为1000N；洛氏硬度测量就是把钢球按一定的压力沿一定的方向压到测试件的一个地方保持一定的时间，压痕的大小就是硬度值。韧性是，金属材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力称为韧性，可分为大能量一次冲击（冲击韧性和冲击功）和小能量多次冲击抗力，工程上很多承受冲击载荷的零件多数以小能量多次冲击而导致断裂的。疲劳是，金属材料在极限强度下，长期承受交变负荷（即大小、方向反复变化的载荷）的作用，在不发生显著塑性变形的情况下抵抗断裂的能力，用疲劳极限衡量。断裂韧性是，金属材料在裂纹存在的情况下抵抗脆性开裂的能力，是强度和塑性的综合指标。可通过无损检测发现零件内部裂纹，结合材料的断裂韧性评估脆性断裂风险，并通过合金化和热处理等措施提高断裂韧性，满足使用性能要求。金属材料是否易于加工的性能称为工艺性能，包括铸造性能、锻压性能、焊接性能、切削加工性能和热处理工艺性能。金属材料的铸造性能包括流动性、收缩性和偏析倾向等。流动性是指液态金属充满铸型型腔的能力，流动性差易产生浇不足、冷隔等缺陷。收缩性指是指金属从液态凝固及冷却过程中体积缩小的程度，收缩不当易形成缩孔、缩松、变形和裂纹。金属的偏析倾向指是指金属在凝固过程中出现的化学成分和组织不均匀，大型铸件更容易产生偏析，会降低零件性能。锻压性能是，金属材料受锻压后，改变自己的形状而不产生破裂的能力。如果金属材料的可塑性好，易于锻造而不发生破裂。铜、铝的合金在冷态下具有很好的可锻性，碳钢在加热状态下可锻性也好，脆性材料（铸铁）几乎不可锻。焊接性能是指，金属材料是否容易用焊接方法获得优良焊接接头的性能，通常用焊接接头强度与母材强度的接近程度来衡量，越接近则焊接性越好。一般低碳钢具有良好的可焊性，中碳钢中等，高碳钢、高合金钢、铸铁的焊接性较差。焊接过程实质是一种特殊的加热 — 冷却热循环，必须合理控制温度与冷却速度。焊接是金属材料重要的工艺性能，广泛应用于汽车、机械制造等行业。若材料焊接性差，焊接时易产生裂纹、气孔、脆化等缺陷，影响接头质量和使用性能。切削加工性能是指，金属材料是否容易被刀具进行切削加工的性能，是重要的工艺性能。它主要与材料的化学成分、金相组织、硬度、强度、塑性、韧性、加工硬化倾向及热处理状态等因素有关。一般，有色比黑色材料可切削性好，铸铁比钢好，中碳钢比低碳钢好，不锈钢和耐热钢较差。热处理性能是指：金属材料能否通过加热、保温、冷却的方法改变内部组织，从而获得所需性能的能力。衡量热处理的主要性能指标有，淬硬性、淬透性、淬火变形与开裂倾向、氧化与脱碳倾向、过热与过烧敏感性、回火稳定性、回火脆性等。比如说淬火可采用不同冷却方式，如水冷、油冷、分级淬火等。热处理过程中变形较难完全避免，开裂则必须严格控制。热处理完成后，淬硬性与淬透性是评价的关键指标，氧化、脱碳、过热、过烧等缺陷也会直接影响零件质量。以上就是金属材料的四大性能：物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能。
