模具材料的性能是由模具（jù）材料的成分和熱處理後（hòu）的組織所決定的。模（mó）具鋼的基本組織（zhī）是由馬氏體基體以及在基體上分布著的碳化（huà）物（wù）和金屬間化合物等構成。
模具鋼的性能應該滿足某種模具完成額定工作量所具備的性能，但因各類模具使用條件及所完成的額定（dìng）工作量（liàng）指標均不相同，故對模具性能要求也不同。又因為不（bú）同鋼的化學（xué）成分和組織對各種性能的（de）影響不同，即使同一牌（pái）號的鋼也不可能（néng）同時獲得各種性能的最佳值（zhí），一般某些性能（néng）的改善會損（sǔn）失其他（tā）的性能。因而，模具（jù）工作（zuò）者常根據（jù）模具工作條件及工作定額要（yào）求選用模具鋼及最佳處理工藝，使之達到主（zhǔ）要性能最優（yōu），而其他性能損失最小的目的。
對各類模具（jù）鋼提（tí）出的（de）性能要求（qiú）主要包括：硬度、強度、塑性和韌性等。
模具的力學性能要求--硬度
硬度表（biǎo）征了鋼對變形和接觸（chù）應力的抗力。測硬度（dù）的試樣易於製備，車間、試驗室一（yī）般都配備有硬度計，因此，硬度是很容易測定的一種性能，而且硬（yìng）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。按硬度範圍劃定的模具類別（bié），如高硬度（52～60HRC），一般用於冷作模具，中等硬度（40～52HRC），一般用於熱作模具（jù）。
鋼的硬度與成分和組織（zhī）均有密切關係，通（tōng）過熱處理，可以獲得很（hěn）寬的硬度變化範圍（wéi）。如新型模具鋼012Al和CG－2可分別采用低（dī）溫（wēn）回火處理後硬度為60～62HRC，采用高溫回火處（chù）理後硬度為50～52HRC，因（yīn）此可用來製作硬度要求（qiú）不同的冷、熱作模具（jù）。因而這（zhè）類模具鋼可稱為冷作、熱作兼用型模具鋼（gāng）。
模具鋼中除馬氏（shì）體基體（tǐ）外，還存在更高硬度的其他相，如（rú）碳化物、金屬間化合物等。表（biǎo）l為常見（jiàn）碳（tàn）化物及合金相的硬度值。
相（xiàng） 硬度HV
鐵素體（tǐ） 約100
馬（mǎ）氏（shì）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（yuē）980
滲碳體(Fe 3 C) 850～1100
氮化物 1000～3000
金屬間（jiān）化合物（wù） 500
模具鋼的硬度主要（yào）取決於馬氏體中溶解的（de）碳量（或含氮量），馬氏體中的含碳量取決於奧（ào）氏體化溫度和時間。當（dāng）溫度和時間增加（jiā）時，馬氏（shì）體中的含碳量增多馬（mǎ）氏體硬度會（huì）增加，但淬火加熱溫度過（guò）高會使奧（ào）氏體晶（jīng）粒（lì）增大（dà），淬火後（hòu）殘留奧氏體（tǐ）量增多，又會導（dǎo）致硬度下降。因此（cǐ），為選擇最佳淬火溫度，通常要先（xiān）作出該鋼（gāng）的淬火溫度—晶粒度—硬度關係曲線。
馬氏（shì）體中的含碳量在一定程度上與鋼的合金化程度有關，尤其當回（huí）火時表現（xiàn）更明顯（xiǎn）。隨（suí）回火溫度的增高，馬氏體（tǐ）中的（de）含碳（tàn）量在（zài）減少，但當鋼中合金含量越高時，由於獼散的合金（jīn）碳化物折出及殘留奧（ào）氏體向馬氏體的轉（zhuǎn）變（biàn），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（yóu）其是（shì）冷變形模具（jù）鋼，在很小的塑性（xìng）變形時即發生脆（cuì）斷。衡量模具鋼塑（sù）性好壞，通常采用斷後（hòu）伸（shēn）長率和斷麵收縮率兩個指標表示
斷後伸長（zhǎng）率是指拉伸試樣拉斷以後長度增加的（de）相對百分數，以δ表示（shì）。斷後（hòu）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。
斷麵收（shōu）縮率是（shì）指拉伸（shēn）試棒（bàng）經拉伸變（biàn）形和（hé）拉斷以後，斷裂部分（fèn）截麵的縮小量與原始截麵（miàn）之比，以ψ表示。塑性材料拉斷以後有明顯的縮頸，所以ψ值較大。而脆性材料拉斷後，截麵幾（jǐ）乎（hū）沒有縮小，即沒有縮頸產生，ψ值很小，說明塑性很差。
模具的（de）力學性能要求--韌性（xìng）
韌性是模具鋼的一種重要性能指標，韌性決定（dìng）了材（cái）料在衝擊試驗力作用下對破裂的抗斷能力。材料（liào）的韌性越高（gāo），脆斷的危險性越小，熱疲勞強度也越高。對於衡量模具脆斷傾向，衝擊韌度試驗具有重要意（yì）義。
衝擊韌度是指衝擊試樣缺口處截麵積上的（de）衝擊吸收功，而衝擊吸收功是指規定形狀和尺（chǐ）寸的（de）試樣在衝擊試驗力一次作用下折斷時所（suǒ）吸（xī）收（shōu）的功（gōng）。衝（chōng）擊試驗（yàn）有夏（xià）比U形缺口（kǒu）衝擊試驗（試樣開成U形（xíng）缺口）、夏比V形缺口衝擊試驗（yàn）（試樣開成V形缺口）以及艾式衝擊試（shì）驗。
影響衝擊韌度的因（yīn）素很多。不（bú）同材質的模具鋼衝擊韌度相差很大，即使同一種（zhǒng）材料，因組織狀態不同、晶粒大小不同、內應力狀態不同衝擊韌度（dù）也不相同（tóng）。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（dōu）會促使鋼材變脆。溫度不同，衝擊韌度也（yě）不相同。一般情況是溫度越高衝擊韌度值越高，而有的鋼常溫下韌性很好，當溫度下降到零下20～40℃時會變成脆性鋼。
為了提高鋼的韌（rèn）性，必須采取合理的鍛造及熱處（chù）理工藝（yì）。鍛造時應使碳化（huà）物盡量打碎，並減少或消除碳化物偏析，熱處理淬火（huǒ）時防止晶粒過於長大（dà），冷卻速度不要過高（gāo），以防內應力產生。模具使用前或使用（yòng）過程中應采（cǎi）取一些措施（shī）減少內應力。
模具的力學性能要求--特殊性能要求
由於模具種類繁多（duō），工作條件差別（bié）很大，因此模具（jù）的常規性能及相互配合要求也各不相同，而（ér）且某種模具實際性能（néng）與試樣在特（tè）定條件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（suǒ）模擬的實際工況條件，對模具（jù）使用特性進行測量，並對模具的特殊性能提出要求，建立（lì）起正確評價模具性能的體係。
對熱作模具必須測試在高溫條件下的硬度、強度和衝擊韌度。因為熱作模具是在某一特定溫度下服役（yì），在室溫下測定的性能數據，當溫度升高時要發生變化。性能變化趨（qū）勢（shì）和速率相差也很大，如A種材料在室溫下（xià）硬度雖比材料（liào）B高，但隨溫度上升，硬度下（xià）降顯著，到（dào）達—定溫度後，硬度值反而（ér）會低（dī）於材料B。那麽，當在較（jiào）高溫度工作（zuò）條件下要（yào）求耐（nài）磨性高時，就不能選用A種材料，而需選用室溫下硬（yìng）度值（zhí）雖較（jiào）低但隨溫度上（shàng）升，硬度下降緩慢的（de）材料（liào）B。
對熱（rè）作模具除要求室主高溫條件下的硬（yìng）度、強度、韌性外，還要求具有某些特殊性能。
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（zhōng）保持金（jīn）相組織和性能的穩定能力。通常，鋼（gāng）的熱穩定性用（yòng）回火保（bǎo）溫4h，硬（yìng）度降到45HRC時（shí）的最高加熱溫度表示。這種（zhǒng）方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（rè），保溫2h，使硬度（dù）降到一（yī）般熱鍛模失效硬度35HRC的最高加（jiā）熱溫度定為該鋼穩定性指標。對於因耐熱性不足而堆積塌陷失效的熱作模具，可以根據熱穩定性預測模具的（de）壽命水（shuǐ）平。
模具的力學性能（néng）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（dù）和硬度下降快慢的程度，也稱回火抗力或抗回火軟化（huà）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（xìng）高或回（huí）火抗力大。回火穩定性（xìng）也是與回火時組（zǔ）織變化相聯係（xì）的，它與鋼的熱穩定性共同（tóng）表征鋼在高溫下的組織穩定（dìng）性（xìng）程度，表征模具在高溫下的變形抗力。
模具的力（lì）學性能要求-- 熱疲（pí）勞抗力及斷裂韌度
熱疲勞抗力表（biǎo）征了材料熱疲勞裂紋萌生前的工作壽命和萌生（shēng）後的擴展速率。熱疲勞通常以20℃—750℃條件（jiàn）下反複加熱（rè）冷卻時所發生裂紋的循（xún）環次（cì）數或當循環一定次數（shù）後測定裂紋長度來確定。熱疲勞抗力高的材料不（bú）易發生熱疲勞（láo）裂紋（wén），或當裂紋萌生後，擴展量小、擴展緩慢。斷裂韌度則表征了（le）裂紋失穩擴展抗力，斷裂韌度高，則裂紋不易發生失穩擴展。
模具的力學性能要求-- 高溫磨損與（yǔ）抗（kàng）氧化性（xìng）能
高溫磨損是熱作（zuò）模具（jù）主要失效形（xíng）式之一，正常情況（kuàng）下，絕大多數錘鍛模及壓力機模具都（dōu）因（yīn）磨損而失效。抗熱磨損是對熱作模具的使用性能的要求，是多種高溫力學性能的綜合體現。現在國（guó）內已有單位在自製的熱磨損機上進行模具熱磨損試驗，收到較理想的試驗效果。
實際使用表明，模具材（cái）料抗氧化性能的優劣，對模具使用壽命（mìng）影響很大。因氧化會加劇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（hái）會使模具（jù）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（shēng）。