通过不同的力学试验测定金属材料的各种力学性能判据。金属在力作用下所显示的同弹性和非弹性相关的及同应力一应变相关的性能都属于金属力学性能。在研制和发展新材料、改进材料质量、金属制件的设计和使用等过程中，力学性能是最重要的性能指标，是金属塑性加工产品性能检验中不可缺少的检验项目。力学性能试验一般有拉伸试验、扭转试验、压缩试验、冲击试验、硬度试验、应力松弛试验、疲劳试验等。应力松弛试验和疲劳试验不属于材料的常规力学性能检验。
拉伸试验
在拉伸试验机上用静拉伸力对试样进行轴向拉伸，以测量力和相应的伸长(一般拉至断裂)，测定其相应的力学性能的试验。拉伸试验是力学性能试验中最基本的经典试验方法。通过拉伸试验可以得到材料的正弹性模量E、比例极限σp、屈服点σs、屈服强度σ0.2、抗拉强度σb、延伸率δ及断面收缩率φ等数据。拉伸试验的方法和所用试样的尺寸及切取部位都有严格的标准规定。拉伸试验绝大多数在常温下进行，只有对在高温下使用的钢材要作高温拉伸性能试验，试验温度为620℃。
冲击试验
是一种动态力学试验。把一定形状的试样用拉、扭或弯曲的方法使之迅速断裂，测定使之断裂所需要的功Ak，称为冲击功。一般认为冲击试验是检验材料韧性的，所以也叫做冲击韧性试验。冲击功值也称为冲击韧性值，单位用焦耳(J)表示。根据试样的形状和断裂的方法，试验大致可分为拉力冲击、扭转冲击和弯曲冲击3种类型。各种试验方法所用的试样又都有有缺口与无缺口之分。加缺口是为了改变试样断裂时的应力分布。常用的试验方法是弯曲冲击试验。弯曲冲击试验可分为肱梁式(即夹紧试样一端而冲击另一端，称艾氏冲击)和横梁式(即简支梁式，试样不夹紧)。试样按缺口形状分有V形、U形和钥孔形3种。横梁式冲击试验可在不同温度下进行，是应用最广泛的一种冲击试验方法。 锅炉用钢板、船用钢板、冷冲用钢板等在冷加工变形后或焊接后的使用中会发生应变时效。在高温条件下工作时更为明显。按规定必须对其中某些钢种进行应变时效冲击检验。
扭转试验
对试样两端施以静扭矩(一般扭至断裂)，测量扭矩和相应的扭角，及其相应的力学性能指标，如切变模量、上屈服点、下屈服点、抗扭强度等。此项试验作起来比较麻烦，用于传动轴用钢材和钢丝的性能检验。
压缩试验
测定材料在静压力作用下应力一应变关系的方法。脆性材料在压力作用下的应力一应变关系不遵守虎克定律，压碎时单位面积上的力即为抗压强度。管环压缩时，根据管环尺寸和管环压坏时的载荷，算出管环的抗弯强度。
硬度试验
在规定的试验力下将压头压入材料表面，用压痕深度或压痕表面积大小评定其硬度的试验方法。根据压头形状，硬度试验分为布氏硬度试验、洛氏硬度试验、维氏硬度试验、肖氏硬度试验等。硬度试验方法简单易行，在某些情况下甚至可以看作是无损检验，在试样很小时还可以在一定程度上代表其他力学性能试验，得到有价值的参考数据。
应力松弛
在规定温度下，保持试样初始变形或位移恒定，测定试样上应力随时间而变化的关系。应力松弛试验分有拉伸应力松弛试验和弯曲应力松弛试验。前者用于棒、线材产品的检验，后者用于管材产品的检验，如预应力混凝土用的热处理钢筋、钢丝绳等。
疲劳试验
金属试样在一定的条件下承受某一类循环应力的恒负荷幅，测定试样的疲劳强度、疲劳极限或疲劳寿命的试验方法。疲劳试验在专门的疲劳试验机上进行。疲劳试验根据试样受力方式之不同，可分为弯曲疲劳试验、轴向(拉或压)疲劳试验、扭转疲劳试验和复合疲劳试验，其中最常用的是轴向疲劳试验。疲劳试验按其温度、介质和接触情况不同又可分为一般疲劳试验(在空气中)、腐蚀疲劳试验、常温疲劳试验、高温疲劳试验、滚动接触疲劳试验等。疲劳试验用于航空材料、轴承材料、海洋船舶材料、石油化工材料等的性能研究和检验。