1）抗拉性能
抗拉性能是钢材的主要性能，通过拉伸试验可以测得屈服强度、抗拉强度、伸长率等技术指标。钢材（低碳钢）的抗拉过程主要包括弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段四个阶段。
（1）弹性阶段（OA段）
应力与应变成正比例关系。弹性阶段的最高点（A点）所对应的应力称为比例极限或弹性极限，用σp表示。应力与应变的比值为常数，称为弹性模量，反映钢材的刚度。
（2）屈服阶段（AB段）
应力与应变不再成正比例关系，应力的增长滞后于应变的增长，甚至会出现应力减小的情况，这一现象称为屈服。B上为屈服上限，B下为屈服下限。因B下点较稳定且容易测定，故常以屈服下限作为钢材的屈服强度，称为屈服点。用σs表示，是结构设计时钢材强度的依据。
图8－1 低碳钢受拉时应力－应变图
（3）强化阶段（BC段）
当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶格扭曲、晶粒破碎等原因，阻止了塑性变形的进一步发展，钢材抵抗外力的能力重新提高，应力－应变图由B上升至最高点C，C点为极限抗拉强度，用σb表示。σs／σb为屈强比，是评价钢材受力特征的一个参数，反映钢材超过屈服点工作的可靠度、安全度。常用碳素钢的屈强比为0．58～0．63，合金钢为0．65～0．75。
（4）颈缩阶段（CD段）
过C点后，材料变形迅速增大，而应力反而下降。试件在拉断前，于薄弱处截面显著缩小，产生“颈缩现象”，直至断裂。反映了钢材的塑性，用伸长率或断面收缩率表示。
图8－2 钢材拉断前后的试件
伸长率：量出拉断后标距部分的长度L1，标距的伸长值与原始标距L0的百分率称为伸长率。通常以δ5和δ10分别表示L0＝5d0和L0＝10d0（d0为试件直径）时的伸长率。对同一种钢材，δ5应大于δ10。
断面收缩率：测定试件拉断处的截面积（A1），试件拉断前后截面积的改变量与原始截面积（A0）的百分比：
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中碳钢与高碳钢（硬钢）拉伸时的应力－应变曲线与低碳钢不同，无明显屈服现象，伸长率小，断裂时呈脆性破坏，其应力－应变曲线如图8－3所示。这类钢材由于不能测定屈服点，规范规定以产生0．2%残余变形时的应力值作为名义屈服点，也称条件屈服点，用σ0．2表示。
图8－3 中碳钢、高碳钢的应力－应变曲线
2）冲击韧性
冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载的能力，用冲断试件所需能量的多少来表示。冲击韧性试验是采用中部加工有V形或U形缺口的标准弯曲试件，置于冲击机的支架上，试件非切槽的一侧对准冲击摆，如图8－4所示。当冲击摆从一定高度自由落下将试件冲断时，试件吸收的能量等于冲击摆所做的功，所以缺口底部处单位面积上所消耗的功，即为冲击韧性指标αk。
3）疲劳强度
钢材在交变荷载反复多次作用下，可在最大应力远低于屈服强度的情况下突然破坏，这种破坏称为疲劳破坏，用疲劳强度（或称疲劳极限）来表示，它是指试件在交变应力下，作用107周次，不发生疲劳破坏的最大应力值。
图8－4 冲击韧性试验示意图
图8－5 布氏硬度测定示意图
4）硬度
钢材的硬度指抵抗更硬物体压入时产生局部变形的能力。测定方法有布氏法、洛氏法和维氏法等。
布氏法：直径为D（mm）的淬火钢球，以荷载P（N）将其压入试件表面，经规定的持续时间后卸去荷载，得直径为d（mm）的压痕，以压痕表面积A（mm2）除荷载P，即得布氏硬度（HB）值。
洛氏法：测定的原理与布氏法相似，但系根据压头压入试件的深度来表示硬度值。
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