耐火材料在外力作用下，抵抗形變和破壞的能力，也稱機械性能。耐火材料是一種結構材料，在砌築、使用甚至堆放和運輸過程中會承受各種外力的作用，必須有足夠的抵抗能力，否則會導致耐火材料的破壞，為此需研究和測定耐火材料的力學性能。耐火材料屬於無機非金屬材料，一般是多晶多相的聚集體，由晶相、液相以及氣孔所構成的非均質體。在常溫下表現為脆性材料的特徵，表現在力學性能上，當承受的外力達到一定值時，即產生破壞，破壞之前的應力極限值稱為「強度」。
(1)影響因素
耐火材料所承受的外力很複雜，有瞬間應力和持久應力，以持久應力為主。產生應力的因素有壓縮、拉伸、彎曲、剪切、衝刷、撞擊、摩擦等。耐火材料的力學性能主要取決於其組織結構和化學-礦物組成。強度的高低與構成材料的晶相、液相的種類、數量、晶粒尺寸以及氣孔的分布、排列情況有著極為密切的關係。氣孔部位強度最弱，它的周圍往往又是應力集中的位置，材料的破壞往往從氣孔周圍開始。在同類材料中，以組織均勻緻密、晶相發育良好、晶粒和氣孔孔徑細小者機械強度較高，為此，必須嚴格控制生產工藝條件。除了外力作用外，耐火材料在溫度變化時還會因體積變化產生內應力。在使用過程中接觸液態金屬和熔渣以及廢氣等會引起材料自身成分、相組成和結構的變化，也會影響製品的力學性能。
(2)耐火材料力學性能的分類
耐火材料力學性能分為常溫力學性能和高溫力學性能。其中，常溫力學性能有常溫、抗拉/抗折/扭轉強度、耐磨性；高溫力學性能有高溫耐壓強度、高溫抗折強度、高溫扭轉強度、高溫蠕變性等。經常測定的力學性能有抗拉強度、耐壓強度、抗折強度、抗衝擊強度、粘接強度、抗衝刷能力、耐磨性、彈性模量、抗扭轉強度和高溫蠕變性等。以下重點說明幾項經常測定的力學性能。
①常溫耐壓強度
耐火材料的常溫耐壓強度是指常溫下材料單位面積所能承受的最大壓力，用MPa表示。一般耐火製品的常溫耐壓強度為抗彎強度的2~3倍；為抗拉強度的5~10倍；良好的耐磨性和耐撞擊性等都與其有較高的常溫耐壓強度相對應。常見耐火製品的常溫耐壓強度如圖1所示。
②高溫耐壓強度
耐火材料的高溫耐壓強度是指材料在高於1000~2000℃的高溫熱態下單位面積所能承受的最大壓力，以MPa表示。耐火材料的耐壓強度一般隨溫度升高而有明顯的變化。當溫度由常溫起，開始都隨溫度升高而呈線性下降，此後，有的材料仍隨溫度升高而繼續下降，有的當溫度升至一定範圍內時，則隨溫度升高而升高，並在某一特定溫度下達最高值，隨後急劇下降。
③高溫蠕變
當材料在高溫下承受小於其極限強度的某一恆定荷重時，產生塑性變形，變形量會隨時間的增長而逐漸增加，甚至會使材料破壞，這種現象叫蠕變。因此，對於處於高溫下的材料，就不能孤立地考慮其強度，而應將溫度和時間的因素與強度同時考慮。例如，長時間在高溫下工作的熱風爐格子磚的損壞，是由於磚體逐漸軟化產生可塑變形，強度顯著下降甚至破壞，格子磚的這種蠕變現象成為爐子損壞的主要原因。在設計高溫窯爐時，僅根據耐火材料的荷重軟化試驗和殘存收縮率，評價製品在長期高溫複合條件下工作的體積穩定性還是不充分的，檢驗其高溫蠕變性，了解它在高溫、長時間負荷下的變形特性是十分必要的。
耐火材料的高溫蠕變是指材料在恆定的高溫和一定荷重作用下產生的變形和時間的關係。由於施加的荷重不同，可分為高溫壓縮蠕變、高溫拉伸蠕變、高溫抗折蠕變和高溫扭轉蠕變等，其中最常用的是高溫壓縮蠕變。表1介紹了一種低蠕變莫來石磚的高溫蠕變指標。
表1—種低蠕變莫來石磚的高溫蠕變指標
由於耐火材料在高溫、荷重條件下的形變量及其時間-形變曲線，是隨著材質、升溫速率、恆溫溫度、荷載大小等諸多因素的變化而變化的，而且差異較大，因此對於不同材質的不同材料，根據其使用條件不同，應單獨規定其高溫蠕變試驗溫度等條件要求。
④抗拉強度(抗張強度)
指單位面積材料受到張應力(拉伸負荷)的作用而破壞時的極限應力，以試樣單位橫截面上所承受的負荷來表示。只有對承受拉應力作用的耐火材料測定抗拉強度才有意義。
⑤抗衝擊強度
指抵抗衝擊破壞的能力。有的耐火材料在使用過程中會受到物體的衝撞，例如轉爐裝料側的內襯材料，在使用過程中受到廢鋼的衝擊，是其損壞的重要原因。常用高溫抗折強度來間接判斷其抗衝擊性能的優劣，也可以參照陶瓷材料的衝錘法或鑄石的耐衝擊性法測定抗衝擊強度。
⑥抗衝刷能力
大部分耐火材料在使用中要經受熔融金屬、熔渣以及燃燒氣流的衝刷，溫度越高，對耐火材料的衝刷越嚴重，這是耐火材料損壞的重要原因之一。因為衝刷作用往往與摩擦、化學反應交織在一起，引起破壞的原因很複雜，直接測定耐火材料的抗衝刷能力非常困難，通常用抗折強度、耐壓強度等性能來間接判斷耐火材料的抗衝刷能力。
⑦耐磨性
指材料抵抗摩擦蝕損的能力。相當多的耐火材料在使用時受到運動著的固體物料摩擦而蝕損，例如高爐內襯、鍛燒耐火材料熟料等用地豎窯和迴轉窯內襯等。耐磨性高低與構成耐火材料組分的顆粒硬度有直接關係，顆粒間粘接強度、磚體氣孔率高低也影響耐磨性；同樣材質，隨著溫度的升高耐磨性下降。耐火材料的耐磨性通常用美國ASTMC704測定，其要點是將試樣的平面垂直對著噴嘴，用448kPa壓力的空氣，將1000g粒狀碳化矽從噴嘴中噴到試樣上，測量試樣上磨損的體積，以cm3表示。
在科研工作中，也有採用往復摩擦法進行高溫耐磨性試驗的。不具備直接測量耐磨性試驗條件時，則用高溫抗折強度等其他力學性能間接判斷耐磨性。隨著科學技術的進步和高溫工業的發展，人們對耐火材料力學性能的認識將越來越深，要求越來越高，不斷有新的力學性能項目來表達耐火材料的質量和耐用性。因此，要求測定耐火材料的力學性能項目會越來越多。例如，耐火纖維材料將要求測定纖維強度和制定測試方法，從而面臨著越加嚴酷的使用條件，耐火材料的抗衝刷性、耐磨性等會成為某些耐火材料的重要性能，因而將要求逐漸創立科學的表達方法和測試標準。
⑧抗扭轉強度
指由扭矩作用使單位面積材料遭到破壞的極限應力。較有意義的是測量耐火材料在高溫下的抗扭轉強度，方法要點是：將製品製成長條狀試樣並放在臥式高溫爐中，兩端置於爐外，一端固定，另一端施加力矩作用，將爐溫升高至一定溫度並保溫一定時間，試樣開始扭曲變形，當應力超過一定極限時，試樣發生斷裂，記錄施加的力值，計算出單位面積上的極限剪應力。