模具材料（liào）的性能是（shì）由模具材料的成分和熱處理（lǐ）後的（de）組織所決定（dìng）的。模具鋼的基本組織是由馬氏體基體以（yǐ）及在基體上分布著的碳化（huà）物和金屬（shǔ）間化合物等構成。
模具鋼的性能應（yīng）該滿足某種模具完成額定工作量所（suǒ）具備的性能，但因各類模具使（shǐ）用條件及所完成的額定（dìng）工作量指標均不（bú）相同，故對模具性能要求也（yě）不同。又因為不（bú）同鋼的化（huà）學成分和組織對各種性能的影響不同，即使同一牌號的鋼也不可能同時獲得各種性能的最佳值，一般某些性（xìng）能的（de）改善會損（sǔn）失其他的性能。因而，模具工作者常根據模具工作條件及工作定額要求選用（yòng）模具鋼及最佳處理工藝，使之達（dá）到主（zhǔ）要性能最優，而其他性能損失最小的目的。
對各類模具鋼提出的性能要求（qiú）主（zhǔ）要包括：硬度、強度、塑性和韌性等。
模具的（de）力學性能要求--硬度
硬度表征了鋼對變（biàn）形和接觸應（yīng）力的（de）抗力。測硬度的試樣易於製備，車間、試驗室（shì）一般都配備有硬度計，因此，硬度是很容易（yì）測定的一種性能，而且硬度與強（qiáng）度也（yě）有一定關係（xì），可通（tōng）過硬度強度換算關係得到材料硬度值。按（àn）硬度範圍劃定的模具類別，如（rú）高硬（yìng）度（52～60HRC），一般用於冷作模具，中等硬（yìng）度（40～52HRC），一（yī）般用於（yú）熱（rè）作模具。
鋼的硬度與成分和組織均有密切關係，通過熱處理（lǐ），可（kě）以獲得很寬的硬度變化範圍。如（rú）新型模具鋼（gāng）012Al和CG－2可分別采用低溫回（huí）火處理後硬（yìng）度為（wéi）60～62HRC，采用高溫回火處理後硬度為50～52HRC，因此可用來製作硬度要求不同的冷、熱作模（mó）具（jù）。因（yīn）而這類模具鋼可稱為冷（lěng）作、熱作兼用型模具鋼。
模具鋼中除馬氏體基體（tǐ）外，還存（cún）在更高硬度的其（qí）他相，如（rú）碳化物、金屬間化合物等。表l為常見碳化物及合金相的硬度值。
相 硬度HV
鐵素體 約100
馬氏體：ω C 0.2% 約530
馬氏體（tǐ）：ω C 0.4% 約560
馬氏體：ω C 0.6% 約920
馬（mǎ）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的碳（tàn）量（liàng）（或含氮量），馬氏體中的含碳量取決於奧氏體化溫度和時間。當溫度（dù）和時間增加時（shí），馬氏體中的（de）含碳量增多馬氏體硬度會增加，但淬火加熱溫度過高會使奧（ào）氏體晶粒（lì）增大，淬（cuì）火後殘（cán）留奧氏體量增多，又會導致硬度下降。因此，為選擇最佳淬火（huǒ）溫度，通（tōng）常要先作出該鋼的淬火溫度—晶粒度—硬度關係（xì）曲線。
馬氏體中的含碳量在一定程度上與鋼的合金化程（chéng）度（dù）有關，尤其當回火時表（biǎo）現更明顯。隨回火溫度的增高，馬氏體中的含碳量（liàng）在減少，但當（dāng）鋼（gāng）中（zhōng）合金含量越高（gāo）時，由（yóu）於（yú）獼散的合（hé）金碳化物折（shé）出及（jí）殘留奧氏體（tǐ）向馬氏體的轉變，所發生的二次硬化效應（yīng）越明顯，硬化峰值越（yuè）高。
模具的力學性（xìng）能（néng）要（yào）求--塑性
淬硬的模具鋼塑性較（jiào）差，尤其是（shì）冷變形模具（jù）鋼（gāng），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（shēn）長率和斷（duàn）麵（miàn）收縮率兩個指（zhǐ）標表示
斷後伸長率（lǜ）是指拉伸試樣拉斷以後（hòu）長度增加的相對（duì）百分數，以δ表示。斷後伸長率δ數值越大，表明鋼材塑性越好。熱模鋼的塑性明顯高於冷模鋼。
斷（duàn）麵（miàn）收縮率是（shì）指拉（lā）伸試棒經（jīng）拉伸（shēn）變形和（hé）拉（lā）斷以後（hòu），斷裂部分截麵的縮小量與原（yuán）始截麵之（zhī）比，以ψ表示。塑性材料拉斷（duàn）以後有明顯（xiǎn）的縮頸（jǐng），所以ψ值較（jiào）大。而脆性材料拉斷後，截麵幾（jǐ）乎沒有（yǒu）縮小，即沒有縮頸產（chǎn）生，ψ值很小，說明（míng）塑（sù）性很差（chà）。
模具的力學性能要求--韌性
韌性是模具鋼（gāng）的一種重要性能指（zhǐ）標，韌性決定了材料在衝擊試驗（yàn）力作用下對破（pò）裂的抗斷能力。材料的韌性越高，脆斷的（de）危險性越小，熱疲勞強度也越高。對於衡（héng）量模（mó）具脆斷傾向，衝擊韌度試驗具（jù）有重要意義。
衝擊韌度是指（zhǐ）衝擊試樣缺（quē）口處截麵積上的衝擊吸收功，而衝擊吸收功是指規定形狀和尺寸（cùn）的試（shì）樣在衝擊試驗力一次作用下折斷時所吸收的功。衝擊試驗有夏比U形缺口衝擊試驗（試樣開（kāi）成（chéng）U形缺口）、夏比V形缺口衝擊試驗（試樣開（kāi）成V形缺（quē）口（kǒu））以及（jí）艾式（shì）衝擊（jī）試驗。
影響衝擊韌度（dù）的因素很多。不同材質的模具鋼衝擊韌度相差（chà）很大，即使同一種材料，因組織（zhī）狀態不同、晶粒大小不同（tóng）、內應力狀態不同衝擊韌度也不相同。通常（cháng）是晶粒越粗大，碳化物（wù）偏析越（yuè）嚴重（帶狀、網狀（zhuàng）等），馬氏體組（zǔ）織越粗（cū）大（dà）等都會促使鋼材變脆。溫度不同，衝擊韌度也不相同。一般情況是溫度越高衝擊韌度值越高，而有的（de）鋼常溫下韌性很好，當溫度下降（jiàng）到（dào）零下20～40℃時（shí）會變（biàn）成脆性鋼。
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（zào）時應使碳化物盡量打碎，並減少或（huò）消除碳化（huà）物偏析，熱處理淬火時防止晶粒過於長大，冷卻速度不要過高，以（yǐ）防內應力產生。模具使用前或使用過程中應采取（qǔ）一些措施減少內（nèi）應力。
模具的力學性能要求--特殊性（xìng）能要求
由於模具種類繁多，工作條件差別（bié）很大，因此模（mó）具的常規性能及相（xiàng）互（hù）配合（hé）要求也各（gè）不相同，而且某種（zhǒng）模具實際性能與試樣在（zài）特定條件下測得的數據也不一致。所以，除測定材料的常規性能外，還必須根據所（suǒ）模擬的實際工況條件，對模具使用特性（xìng）進行測量，並對（duì）模（mó）具的特殊性能提出要求，建立起正確評價（jià）模具性能的體係。
對熱作模（mó）具必須測試在高溫條件下的硬度、強度和衝擊（jī）韌度。因為熱作模具是在某一特定溫度（dù）下服役，在室溫下測定的性（xìng）能數據，當溫度升（shēng）高時要發生變化。性能變化趨勢（shì）和速率相差也很大，如（rú）A種材料在室（shì）溫下硬度雖比材料B高，但隨溫度（dù）上升，硬度下降顯著，到達—定溫度後，硬度值反而會低於材料（liào）B。那麽，當在較高溫度工作條件下要求耐磨性高（gāo）時，就不能選用A種材料，而需選用室（shì）溫下硬度（dù）值雖（suī）較低但隨溫度上升，硬度下降緩（huǎn）慢（màn）的材料B。
對熱作模具除（chú）要求室主高溫條件下的硬度、強度、韌性外，還要求具有某些特殊（shū）性能（néng）。
模具的力學性能要求--熱穩（wěn）定（dìng）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（dìng）能力。通常，鋼的熱穩定性用回火保溫4h，硬度降（jiàng）到45HRC時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，使硬度降到一般熱（rè）鍛模（mó）失效硬度35HRC的最高加（jiā）熱溫度定為該鋼穩定性指標。對（duì）於因耐熱性不足而堆積（jī）塌（tā）陷失效的熱作模具，可以根據熱穩定性預（yù）測模具的壽命水平。
模具的（de）力學性能要求--回火穩（wěn）定性
回火穩定性指隨（suí）回火溫度升高，材料的強度和硬度下降快慢（màn）的程度，也稱回火抗（kàng）力或（huò）抗回火軟化能（néng）力。通常（cháng）以鋼的（de）回火溫（wēn）度-硬度曲線來表示，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）聯係的，它與鋼的熱穩定性共（gòng）同表（biǎo）征鋼在高溫下的組織穩定性程度，表征模具在高溫下的變（biàn）形抗力。
模具的力（lì）學性能（néng）要求-- 熱疲勞抗力（lì）及斷裂韌度
熱（rè）疲勞抗力表征了材料（liào）熱（rè）疲勞裂紋萌生前的工作壽（shòu）命和萌（méng）生後的擴展速率。熱疲勞通常以20℃—750℃條件下反複（fù）加熱冷卻時所發生裂紋的循環次數或（huò）當循（xún）環一定次數後（hòu）測定裂紋長度來確定。熱疲勞抗（kàng）力高的材料不易發生熱疲勞裂紋，或當裂紋萌生後（hòu），擴展量小、擴展緩（huǎn）慢。斷（duàn）裂韌度則表征了裂紋失穩擴展（zhǎn）抗力（lì），斷裂韌（rèn）度高，則裂紋（wén）不易（yì）發生失穩擴展。
模具的力學性能要求-- 高溫磨損與（yǔ）抗氧化性能
高（gāo）溫磨損是熱作模具主要（yào）失效形式之一，正常情況下，絕大（dà）多數錘鍛模及壓力機模具都因磨損而失效。抗熱磨損是對熱作模（mó）具的使用性能的要（yào）求，是（shì）多種高（gāo）溫力學性能（néng）的綜合體現。現（xiàn）在國內已有單位在（zài）自製的熱磨損機上進行模具熱磨損試驗，收到較理想（xiǎng）的試驗效果。
實際使用表明，模具材料抗（kàng）氧化性能的優劣（liè），對模具使用壽命影響（xiǎng）很（hěn）大。因氧化會加劇（jù）模具工作過程中的磨損，導致模具型腔尺寸超差而報廢。氧化還會使模（mó）具表麵產生腐蝕溝，成為熱疲勞裂紋（wén）起源．加劇模具熱疲勞裂紋的萌生。