模具材料的性能是（shì）由模具材料的成分和熱處理後（hòu）的組織所決定的。模具鋼的（de）基本組織是由馬氏體基體以（yǐ）及在基體上分布著的碳化物和金屬間化（huà）合物等構成。
模具鋼的性能應該（gāi）滿足某種模具完成額定工作量所具備的性能，但因各類（lèi）模（mó）具使用條件及（jí）所完成的額定工作量指標（biāo）均不（bú）相同，故對模（mó）具性能要求也不同（tóng）。又因為不（bú）同（tóng）鋼的化學成分和組（zǔ）織對各種性能的（de）影響不同，即使同一牌號的鋼也不可能同時獲得各種性能的最佳值，一（yī）般某些性能的改（gǎi）善會損失（shī）其他的性能（néng）。因（yīn）而，模具工作者常根據模具工作條件（jiàn）及（jí）工作定額要（yào）求選用模具鋼及最佳處理工藝，使之達到主要性能最優，而其他性能損失最（zuì）小的目的。
對各類模具鋼提出的性能要求主要包括：硬度、強度、塑性（xìng）和韌性等。
模（mó）具的力學性能要（yào）求--硬度
硬度表征了鋼對變形和（hé）接（jiē）觸應力的抗力。測硬度的試樣易於製備，車間、試驗室一般都（dōu）配備有硬度計，因此，硬度是很容易測定的一種性能，而且硬度與強度也有一定關係，可通過硬（yìng）度強度換算關係得到材料硬度值。按硬（yìng）度範圍劃定的模具類別，如高（gāo）硬度（52～60HRC），一般用於冷作模具，中等硬度（40～52HRC），一般用（yòng）於熱作模具。
鋼的硬（yìng）度與成分和組織均有密切關係，通過熱處理，可以獲得很寬的硬度（dù）變化範圍。如新型模具鋼012Al和CG－2可（kě）分別采用低（dī）溫回火處理後硬度為60～62HRC，采用（yòng）高溫回火處理後硬度為50～52HRC，因（yīn）此可用來製作硬（yìng）度要求不同的冷、熱作模具。因而這類模具鋼可稱為冷作、熱作兼用型模具鋼。
模具鋼中（zhōng）除馬氏體基體外，還存在更高硬度的其（qí）他相，如碳化物、金屬（shǔ）間化合物等。表l為常（cháng）見碳（tàn）化物（wù）及合金相的硬（yìng）度值。
相 硬度HV
鐵素體 約（yuē）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
氮化物 1000～3000
金屬間化合物 500
模具鋼的硬度主要取決於馬氏體中溶解（jiě）的（de）碳量（或含氮量（liàng）），馬氏體中（zhōng）的（de）含碳量取決於奧氏體化溫度和時間。當溫度和時間增（zēng）加時，馬氏（shì）體中的（de）含碳量增多（duō）馬氏體硬度會增加，但淬（cuì）火加熱溫度過高會使奧氏體晶粒增大，淬火後（hòu）殘留（liú）奧氏體量增多，又（yòu）會導致硬度下降（jiàng）。因此（cǐ），為選擇最（zuì）佳（jiā）淬火溫度，通（tōng）常要先作出該鋼的淬火溫度—晶粒度—硬度關係曲線。
馬氏體中的含碳（tàn）量在一定（dìng）程度上（shàng）與鋼（gāng）的合金（jīn）化程度有關，尤其當（dāng）回火時表現（xiàn）更明顯。隨回火溫度的增高，馬氏體（tǐ）中的（de）含碳量在減少，但當鋼中合金含量越高時，由於獼（mí）散的合（hé）金碳化物折出及殘留奧氏體向馬氏體的轉變，所發生的（de）二（èr）次（cì）硬化效應越明顯，硬化峰值越高。
模具的力學性能要求--塑性
淬硬的模具鋼塑性較差，尤其（qí）是冷變形模具鋼，在很小的塑性變形時即發生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞，通常采用斷後伸長率和斷麵收縮率兩（liǎng）個（gè）指標表示
斷（duàn）後伸長率是指拉伸試樣拉斷以後長度增（zēng）加的相對百（bǎi）分數，以（yǐ）δ表示（shì）。斷後伸長率δ數值（zhí）越大，表明鋼材塑（sù）性越好。熱模鋼的塑性明顯高於冷模（mó）鋼。
斷麵收縮率是（shì）指拉伸試（shì）棒（bàng）經拉伸變形和拉斷以後，斷裂部分截麵的（de）縮（suō）小量與原始（shǐ）截麵之比，以（yǐ）ψ表示。塑性材料拉斷以後有明顯的縮（suō）頸，所以ψ值較大。而脆性材料拉斷後，截麵幾乎沒有縮小，即沒（méi）有縮頸產（chǎn）生，ψ值很小，說明塑性很差。
模具的力學性能要（yào）求--韌性
韌性是（shì）模具鋼的一種重要性能指標，韌性（xìng）決定（dìng）了材料在衝（chōng）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（rè）疲勞強度也越高。對於衡量模具脆斷（duàn）傾向，衝擊（jī）韌度試驗具有重要意義。
衝擊（jī）韌度是指衝擊試樣缺（quē）口（kǒu）處截麵積上的衝擊吸收功，而衝擊吸收功（gōng）是指規定形狀和尺寸的試（shì）樣在衝擊試驗力一次作用下折斷時所吸收的功。衝（chōng）擊試驗有夏比U形缺口（kǒu）衝擊試驗（試樣（yàng）開成U形（xíng）缺口）、夏比V形缺口衝擊試驗（試樣（yàng）開成V形缺口）以及艾（ài）式衝擊試驗。
影響衝擊（jī）韌度的因素很多。不同材質的模具（jù）鋼衝擊韌度（dù）相差很大（dà），即使同一種材料（liào），因組織狀（zhuàng）態不同、晶粒大小不同、內（nèi）應力狀態不同衝擊韌度也不（bú）相（xiàng）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鋼材變脆。溫度不同，衝（chōng）擊（jī）韌度也不相同。一般情況是溫度（dù）越高衝擊韌度值越高，而有的鋼常溫（wēn）下韌性很（hěn）好，當（dāng）溫（wēn）度下降到零下20～40℃時會變成脆性鋼。
為了提高鋼的韌性，必須采取合理的鍛造及熱（rè）處理工藝。鍛造時應使碳化物盡量打碎，並減少或消除碳化物（wù）偏析，熱處理淬火時防止晶（jīng）粒過於長大，冷卻速度不要過高，以防內應力產生。模具使（shǐ）用前或使用過程中應采取一些措施減少（shǎo）內應力。
模具的力學性能要求--特殊性能要求
由於模具種（zhǒng）類繁多，工作條件差（chà）別很大，因此模具的常規（guī）性能及相互配合要求也各（gè）不相同，而且某種模具實際性能與試樣在特定條（tiáo）件下測得的數據也不一致。所以，除測定材料的常規性（xìng）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（liàng），並對模具的特殊性能提出要求，建立起正確評價模具性（xìng）能的體（tǐ）係。
對（duì）熱作模具必須測（cè）試在高溫條件下的硬（yìng）度、強度和衝擊韌度。因為熱作模具（jù）是在某（mǒu）一特（tè）定（dìng）溫度下服役，在室溫下測（cè）定的性能數據，當溫度（dù）升（shēng）高時要發生變化。性能變化（huà）趨勢和速率相差也很大，如（rú）A種材料在室溫下（xià）硬度雖比材（cái）料（liào）B高，但隨溫度上（shàng）升，硬度下降顯著（zhe），到達—定溫度後，硬度值反而（ér）會低於材料B。那（nà）麽，當（dāng）在較高溫度工作條件（jiàn）下要求耐磨性高時，就不能選用A種材料，而需選用室溫下硬度值雖（suī）較低但隨溫度上升，硬度下降緩慢的材料B。
對熱作模具除要求室主高溫條件下的硬度、強度（dù）、韌性外，還要求具有某（mǒu）些特殊性能。
模具的力學性能要求--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（wěn）定能力。通常，鋼的熱穩定性用回火保（bǎo）溫4h，硬度降（jiàng）到45HRC時（shí）的最高加熱溫度表示。這種方（fāng）法與材料的原始硬度有關，有資料將達到預定強度級別的鋼加熱，保溫2h，使硬（yìng）度降到一般熱鍛模失效硬度35HRC的最高（gāo）加熱溫度定為該鋼穩定性指標。對於因耐熱性不足而堆（duī）積塌陷失效的熱作模（mó）具，可以根（gēn）據熱穩定性預（yù）測模具（jù）的壽命水平。
模具的力學性能（néng）要求--回火穩定性
回（huí）火穩定性指隨（suí）回火溫度（dù）升高，材料的（de）強度（dù）和硬（yìng）度（dù）下降快慢的程度（dù），也稱回火抗力或抗回火軟化能力。通常以鋼的回火溫度-硬度（dù）曲線來表示，硬（yìng）度下降慢則表示回火穩定性高或（huò）回火抗力大。回火穩定性也是與回火時組織變化相聯係的，它（tā）與（yǔ）鋼的熱穩定性共同表征鋼在高溫下的組織穩定性程度，表征模具在高（gāo）溫下的變形（xíng）抗力。
模具（jù）的力學性能要求-- 熱疲勞抗力及（jí）斷裂韌度
熱疲勞抗力表征了材料熱疲勞裂紋萌生前的（de）工作壽命和萌（méng）生後的擴展速率。熱疲勞通（tōng）常以20℃—750℃條件下反複加熱冷卻（què）時所發生裂紋的循環次數或當循（xún）環一定次（cì）數後（hòu）測定（dìng）裂紋長度來確定。熱疲勞抗力高（gāo）的材料不易（yì）發生（shēng）熱疲勞裂紋，或當裂紋萌生後，擴展量小、擴（kuò）展緩慢。斷裂韌度則表（biǎo）征了（le）裂（liè）紋失穩（wěn）擴展（zhǎn）抗力，斷裂韌度高，則裂紋不易發生失穩擴展（zhǎn）。
模具的力學性能（néng）要求-- 高溫磨損與（yǔ）抗氧化性能
高溫磨損是熱作模具主要失效形式（shì）之一，正常情況下，絕大多數錘鍛模及壓力機模具都因磨（mó）損而失效。抗熱磨損（sǔn）是對熱作模具的使用性能的要求，是（shì）多種高溫力學性（xìng）能的綜合體現。現在國（guó）內已有單位在自製的熱磨損機上進行模具（jù）熱磨損試驗，收到（dào）較理想的試驗效果。
實際（jì）使（shǐ）用表明，模具材（cái）料抗氧（yǎng）化（huà）性能的優劣，對模具使用壽命影響（xiǎng）很大。因氧化（huà）會加（jiā）劇模（mó）具工作過程中的磨損，導致模具型腔（qiāng）尺（chǐ）寸超差而報廢（fèi）。氧化還會使（shǐ）模具表麵產生腐蝕溝，成為熱疲勞裂紋起源．加劇模具熱疲勞裂紋的萌生。