模具材料的性能是由模具（jù）材料的成分和熱處理後的組織所決定（dìng）的。模具（jù）鋼的（de）基本組織是由馬（mǎ）氏體基體以（yǐ）及在（zài）基體上分布著的碳化物和金屬間化合物等構（gòu）成。
模（mó）具鋼的性能應該滿足某（mǒu）種模具完成額定工作量所具備的（de）性能，但（dàn）因各類模（mó）具使用條件及所完成的額定工作量指標均不相同，故對模具性能要求也不同（tóng）。又因為（wéi）不同鋼的化學成分和組織對各（gè）種性（xìng）能的影響不同，即使同一牌號的鋼也不（bú）可能同時獲得各（gè）種（zhǒng）性能的最（zuì）佳值，一般某些性能的改善會損（sǔn）失其他的性能。因而，模具工（gōng）作者常（cháng）根據模具工作條件及工作定額要求選用模具鋼（gāng）及最佳處理工藝，使之達到主要性能最優，而其（qí）他性能損失最小的目的。
對各類模具鋼提出的性能要求主（zhǔ）要包括：硬度、強度、塑性和韌性等。
模具的力學性能要求--硬度
硬度表征了鋼對（duì）變形和接（jiē）觸應力的抗力。測硬度（dù）的試樣易於製備，車間、試驗室一般都配備有硬度計，因此，硬度是很容易測定的（de）一種性能，而（ér）且硬度與強度也有一定關（guān）係，可（kě）通過硬度強度換算關係得到材料硬度值。按硬度範圍劃定的模具類別，如高硬度（52～60HRC），一般用於（yú）冷（lěng）作模（mó）具，中等硬度（40～52HRC），一般用於熱作模具。
鋼的硬度與成分（fèn）和（hé）組織均有（yǒu）密切關係，通過熱處理，可（kě）以獲得很寬的硬度變（biàn）化範圍。如新型模具鋼012Al和CG－2可分（fèn）別采用低溫回火處理（lǐ）後（hòu）硬度為60～62HRC，采用高溫（wēn）回火處理後硬（yìng）度為50～52HRC，因此可用來製作（zuò）硬度要求不同的冷、熱作模具。因而這類模具鋼可稱為冷作、熱作兼用型模（mó）具鋼。
模具鋼中除馬氏體基體外（wài），還存在（zài）更高硬度的其他相，如碳化（huà）物、金屬（shǔ）間（jiān）化合物等。表l為常見碳化物及合金相（xiàng）的硬度值。
相 硬（yìng）度HV
鐵素體 約100
馬氏體：ω C 0.2% 約530
馬氏體：ω C 0.4% 約560
馬氏體：ω C 0.6% 約920
馬氏體：ω C 0.8% 約980
滲碳體(Fe 3 C) 850～1100
氮（dàn）化物 1000～3000
金（jīn）屬間（jiān）化合物 500
模具鋼的硬度主要取決於馬氏體中溶解的碳量（或含（hán）氮量），馬氏體（tǐ）中的含碳量取（qǔ）決於奧（ào）氏體化溫度和時間。當溫度和時間增加時，馬氏體中的含碳量增多馬氏體硬度（dù）會增加，但淬火加熱溫度過高會使奧氏體晶粒增大，淬（cuì）火後殘留奧氏體量增多，又會導致硬度下降。因（yīn）此，為選擇最佳淬火溫度，通常要先作出該鋼的淬火溫（wēn）度—晶粒度—硬度關係曲線。
馬氏體中的含碳量在一定程度（dù）上與鋼的合金化程度有關，尤其當回火時表現（xiàn）更明顯。隨回火溫度的增（zēng）高，馬氏體中的含碳量在減少，但當鋼中合金含量越高（gāo）時，由於獼散的合金碳化物折（shé）出（chū）及殘留奧氏體向馬氏體的轉變，所發生的二次硬化效應越明顯，硬化峰值（zhí）越高。
模具的力學性能要求--塑性
淬硬的模具鋼塑性較差，尤其是冷變形模具鋼，在很小的塑性變形時即發生脆斷。衡量（liàng）模具鋼塑性好壞，通常（cháng）采用斷後伸長率和斷麵收（shōu）縮率（lǜ）兩個指標表示
斷後伸長率是指拉伸試樣（yàng）拉斷以後長度增加的相對百分數，以δ表示（shì）。斷後伸（shēn）長率δ數值（zhí）越大，表明鋼材塑性越好。熱模（mó）鋼的塑性明顯高於冷模鋼。
斷麵收（shōu）縮率是指拉伸試棒經拉伸變形和拉斷以後，斷裂部分截麵的縮（suō）小量與原始截麵之比，以ψ表示。塑（sù）性材料（liào）拉斷以後有明顯的（de）縮頸，所以ψ值較（jiào）大。而脆性材（cái）料（liào）拉斷後，截麵幾乎沒有縮小，即沒有縮頸產生，ψ值很小，說明塑性很（hěn）差。
模具（jù）的力學性（xìng）能要求--韌性
韌性（xìng）是模具鋼的一（yī）種重（chóng）要性能指標，韌性決定了材料在衝擊試驗力作用下對破裂的抗斷能力。材料的韌性越高，脆斷的危險性越小，熱疲勞強（qiáng）度也越高。對於衡量模具脆（cuì）斷傾向，衝擊韌度試驗具（jù）有重（chóng）要意義。
衝（chōng）擊韌度是（shì）指衝擊試（shì）樣缺口（kǒu）處截麵積上的衝擊吸收功（gōng），而衝擊（jī）吸收功是指規定形狀和尺寸（cùn）的試樣在衝擊試驗力（lì）一次作用下折斷時所吸收的功。衝擊試驗有夏比U形缺口衝（chōng）擊試驗（試樣開成U形缺口）、夏比（bǐ）V形缺口衝擊試驗（試樣開成V形缺口）以及艾式衝擊試驗（yàn）。
影（yǐng）響衝擊韌度的因素很多。不同材（cái）質（zhì）的模具鋼衝擊（jī）韌度相（xiàng）差很大，即使（shǐ）同一種材料，因組織狀態不同（tóng）、晶粒大小不同、內應力狀態不同衝擊韌度也不相同。通常是晶粒越粗大，碳化物偏析越嚴重（帶狀、網狀等），馬氏體組織越粗大等都會促使（shǐ）鋼材變脆。溫度（dù）不同，衝擊韌度（dù）也不相同。一般情況是溫度越高衝擊韌度值越高，而有（yǒu）的鋼常溫下（xià）韌性很好，當溫度下降到（dào）零下20～40℃時會變成脆性（xìng）鋼。
為了提高鋼的韌性，必須采取合理的鍛造及熱處理工藝。鍛造時應使（shǐ）碳化物盡（jìn）量打碎，並減少或消除碳化物偏析（xī），熱處（chù）理淬火時防止晶粒過於長大（dà），冷（lěng）卻速度不要過高，以防（fáng）內應力產（chǎn）生。模具使用前或使用過程中應采取（qǔ）一些措施減（jiǎn）少內應力。
模具的力學性（xìng）能要求（qiú）--特殊性能要求
由於模具（jù）種類繁多，工作條件差別很大，因此模具的常規性能及相互配合要求也各不相同（tóng），而且某種模具實際性能與（yǔ）試樣在特定條件（jiàn）下測得的數據也不一致。所以，除測定（dìng）材料的常規性能外，還必須根據所模擬的實際工況條件，對模具使用特性進行測量，並對模具的特殊性能提出要求，建立起正確評價模具（jù）性能的體係。
對熱作模具必須（xū）測試在高溫條件下的硬度、強度（dù）和衝擊（jī）韌度。因為熱作（zuò）模具是在某一特定溫度下服役，在室溫下測定的性能數據（jù），當溫度（dù）升高時要發生變化。性能變化（huà）趨勢和速（sù）率相（xiàng）差也很大，如A種材料在室溫下（xià）硬（yìng）度雖比材料B高，但隨溫度上升（shēng），硬度下降顯著，到達—定溫度後，硬度值反而會低於材料B。那麽，當在較高溫度工作條件下要求耐磨（mó）性高時，就不能選用A種材料，而（ér）需選用室溫下硬度值雖（suī）較低但隨溫度上（shàng）升，硬（yìng）度（dù）下降緩慢（màn）的材料B。
對熱作模具除要求室主高（gāo）溫條件下（xià）的（de）硬度、強度、韌性外，還要求具有（yǒu）某些特殊性能。
模具的力學性能要（yào）求--熱穩定性
熱穩定性表征鋼在受熱過程中保持金相組織和性能的穩定能力。通常，鋼的熱穩定性用回火保溫4h，硬度降到45HRC時的最高加熱溫度表示。這種方法與材料的原始硬度有關，有資料將達到（dào）預定強度級別（bié）的鋼（gāng）加（jiā）熱（rè），保溫2h，使硬度（dù）降到一般熱鍛（duàn）模失效硬度35HRC的最高加熱溫度定（dìng）為該鋼穩定（dìng）性指（zhǐ）標。對於因耐熱性不足而堆積（jī）塌陷失效的熱作模具，可以根據熱穩定性預測模具的壽命（mìng）水平。
模具的力學性能要求--回火穩定性
回火穩定性指隨回火溫度升高，材料的強度和硬（yìng）度下降快慢的程度，也稱回（huí）火抗力（lì）或抗回火（huǒ）軟化能力。通常以鋼（gāng）的回火溫度-硬度（dù）曲線來表示，硬度下降慢則表示回火穩定性高（gāo）或回火抗力大。回火穩定性也是與回火時組織變化相（xiàng）聯係（xì）的，它與鋼的熱（rè）穩定性共同表征鋼在高溫下的組織（zhī）穩定性（xìng）程度，表征模具在高溫下的變（biàn）形抗力。
模具的力學性能（néng）要求-- 熱疲勞抗力及斷裂韌度
熱疲勞（láo）抗力表征了材（cái）料熱疲勞裂紋萌生前的工作壽命（mìng）和萌（méng）生後（hòu）的擴展速率。熱疲（pí）勞通常以20℃—750℃條件下反複（fù）加熱冷卻（què）時所發生裂紋的（de）循環（huán）次數（shù）或當循環一定次（cì）數後測定裂紋長（zhǎng）度來確定（dìng）。熱疲勞抗力高的材料不易發生熱疲勞裂紋，或當裂紋萌生後，擴展量小、擴展緩慢。斷（duàn）裂韌度則表征了裂紋失穩擴展（zhǎn）抗力，斷裂韌度高，則（zé）裂紋不（bú）易（yì）發生失穩擴展。
模具的力學性能要求-- 高溫（wēn）磨損與抗氧化性能（néng）
高溫磨損是熱作模具主要失效形式之一，正常情況下，絕大多數錘鍛模及（jí）壓力機模具都（dōu）因磨損而失效。抗熱磨損是對熱作模具的使用性（xìng）能的要求，是多種高溫力學性能的綜合體現。現在國（guó）內已有單位在自（zì）製的熱磨損（sǔn）機上進行模（mó）具熱磨損（sǔn）試驗，收到較理想的試驗效果。
實際使用表明，模具（jù）材料抗（kàng）氧化性能的優劣，對模具使用壽命影響很（hěn）大。因氧化會加劇模具工（gōng）作過程中的磨損，導致模具型腔尺寸（cùn）超差而報廢。氧化還會使模具（jù）表麵產生（shēng）腐蝕溝，成為熱疲勞裂（liè）紋（wén）起源．加劇模具熱疲勞裂紋的萌生。