對于大多數金屬材料，在彈性變形區域，應力與應變成比例，當繼續增加應力或應變時，在某一點上，應變將不再與施加的應力成比例。
在這一點上，與鄰接的初始原子間的鍵合開始破裂并用一組新的原子進行改造。當這種情況發生時，應力被卸除后材料將不再恢復到原來的狀態，即變形是的和不可恢復的。這時材料進入塑性變形區（圖1）。
圖1 塑性變形示意圖
實際上，很難確定材料從彈性區轉變為塑性區的確切點。如圖2，繪制了應變為0.002的平行線。用該線截斷應力-應變曲線，將屈服的應力確定為屈服強度。屈服強度等于發生明顯塑性變形的應力。大多數材料并不均勻，也不是完美的理想材料，材料的屈服是一個過程，通常伴隨著加工硬化，所以不是一個具體的點。
圖2 應力-應變曲線
對于多數金屬材料應力-應變曲線看起來類似于圖3所示曲線。當加載開始以后，應力從零開始增加，應變線性增加，直到材料發生屈服以后，曲線開始偏離線性。
繼續增加應力，曲線達到值。值對應抗拉強度，這是曲線的應力值，由圖中的M表示。斷裂點是材料最終斷裂的點，由圖中的F表示。
圖3 工程應力-應變曲線示意圖
典型的應力-應變測試裝置、測試樣品幾何形狀如圖4所示。在拉伸試驗期間，樣品被緩慢拉動，同時記錄長度和施加力的變化，記錄力-位移曲線，利用樣品原始長度、標距長度和截面積等信息可以繪制應力-應變曲線。
圖4 應力-應變測試
拉伸試驗是最常用的力學性能試驗，通過拉伸曲線我們可以獲得一系列的材料力學性能參數。那么從拉伸曲線上我們參提取出來哪些有用的信息呢？
對于可以發生拉伸塑性變形的材料，最常用的有兩類曲線：工程應力-工程應變曲線和真應力-真應變曲線。它們的區別在于計算應力時采用的面積不同，前者用樣品的初始面積，后者用拉伸過程中的實時橫截面積。因此，在應力-應變曲線上，真應力一般比工程應力高。
圖5典型的拉伸曲線示意圖
圖6多種真實金屬材料的真應力真應變曲線
最常見的拉伸曲線有兩種：其一，有明顯屈服點的拉伸曲線；其二，無明顯屈服點的拉伸曲線。屈服點代表金屬對起始塑性變形的抗力。這是工程技術上最為重要的力學性能指標之一。通常工程上不允許零件發生塑性變形，因而屈服點就顯重尤為重要了，它成為機械零件是否發生失效的關鍵指標之一。
圖7典型拉伸曲線，帶有形變硬化
常用的金屬一般為多晶體金屬，因此工程實際金屬起始塑性變形具有非同時性特征。在拉伸曲線上具體反映就是沒有明顯的屈服點。那么，如何界定工程實際金屬發生了塑性變形呢？
殘余塑性變形量就成為重要依據，通常人為地把一定殘留塑性變形量時工程金屬對應的抗力作為屈服強度，也稱為條件屈服強度。
這很好理解，沒有明顯的塑性屈服點，就沒有明顯的屈服強度，要想知道實際金屬的屈服強度就需要一個判定條件，因此就有了條件屈服強度。
對于不同的金屬構件，其條件屈服強度對應的殘余變形量不同。對于一些苛刻的金屬構件，其殘余變形量規定應較小，而普通金屬構件條件屈服時對應的殘余變形量則較大。常用的殘余變形量為0.01%，0.05%，0.1%，0.2%，0.5%和1.0%等。
圖8條件屈服
金屬的屈服是位錯運動的結果，因而金屬的屈服由位錯運動的阻力來決定。對于純金屬，包括點陣阻力、位錯交互作用阻力、位錯與其它缺陷或結構交互作用阻力。
圖9實際金屬鋁中的位錯