模具材料的性能是由模具材料的成分和（hé）熱處理後的組織（zhī）所決定（dìng）的。模具鋼的基本組織是由馬（mǎ）氏體基體以及在基體上分布（bù）著的（de）碳化物和金屬間化合物等（děng）構成（chéng）。
模（mó）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（néng），但因各類（lèi）模具使用條件及所完成的額定工作量指標均（jun1）不（bú）相同，故對模具性（xìng）能要求也不同。又因為不同鋼的（de）化學成（chéng）分和組織對各種性能的影響（xiǎng）不（bú）同，即使同一牌號的鋼也不可能同時獲得（dé）各種性能的最佳值（zhí），一般某些性能的改善會損失其他的性能。因而，模具工作者常根（gēn）據模具工作條件及工作定額要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、塑性和韌性等。
模具的力學性能（néng）要求--硬度
硬度表征了鋼對變形和接觸應力的抗力。測硬度的試樣易於製（zhì）備，車間、試驗室一般都（dōu）配備有硬度（dù）計，因此，硬度是很容（róng）易測定的一種性能，而且硬度（dù）與強度也有一定關（guān）係，可通過硬度強度換算關（guān）係得到材（cái）料硬度值。按硬度範（fàn）圍劃定的模具類別，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（zuò）模具。
鋼的硬度與成（chéng）分和組織均有密切關係（xì），通過熱處理，可以獲得（dé）很寬的硬度變（biàn）化範（fàn）圍。如新型（xíng）模具鋼（gāng）012Al和CG－2可分別采用低溫回（huí）火處理後硬度為60～62HRC，采用高溫回火處理後硬度為50～52HRC，因此（cǐ）可用來製作硬度要求不同的冷、熱作模具。因而這類模具鋼可稱為冷作、熱作兼用型模具鋼（gāng）。
模具鋼中除馬氏體基體外，還存（cún）在更高硬度（dù）的（de）其他（tā）相，如碳化物、金屬間化合物等。表l為（wéi）常見碳化物及合金相的硬度（dù）值。
相（xiàng） 硬度HV
鐵素（sù）體 約100
馬氏體：ω C 0.2% 約（yuē）530
馬氏體：ω C 0.4% 約（yuē）560
馬氏（shì）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（wù） 1000～3000
金屬間（jiān）化合物 500
模具鋼的硬度（dù）主要（yào）取決於馬氏體中溶解（jiě）的碳（tàn）量（或含氮量），馬氏體中的含碳（tàn）量取決於奧氏體化溫度和時（shí）間。當溫度和時間增（zēng）加時，馬氏體中的含碳量增多馬氏體硬度會增（zēng）加，但淬火加熱溫（wēn）度過高會使奧氏體晶粒增大，淬火後殘留奧氏體量增多，又會導致硬度下降。因此，為選擇最佳淬火溫度，通常要先作出（chū）該鋼的淬火溫度—晶粒（lì）度—硬（yìng）度關係曲線（xiàn）。
馬氏體中的含碳量（liàng）在一定程度上與鋼的合金化（huà）程度有關，尤其（qí）當回火時表現（xiàn）更明顯。隨回火溫度的增高，馬氏（shì）體中的含碳量在減少，但當鋼中合金含量（liàng）越高時，由於獼散的合金碳化（huà）物折出及殘留奧氏（shì）體向馬氏體的轉變，所發生的（de）二次硬化效應越明顯，硬化（huà）峰值越高。
模具的力學性能要（yào）求（qiú）--塑性
淬硬的模具鋼塑性較差，尤其是冷變（biàn）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個指標表示
斷後伸長（zhǎng）率是指拉伸（shēn）試樣拉斷以後長度（dù）增加的相對百分數（shù），以δ表示。斷後伸（shēn）長率δ數值越大，表（biǎo）明鋼材塑性越（yuè）好。熱模鋼的塑（sù）性明顯高於冷模鋼。
斷麵收縮率是指拉（lā）伸試棒經拉伸（shēn）變形和拉（lā）斷（duàn）以後，斷（duàn）裂部（bù）分截麵的縮小量與原始截麵之（zhī）比，以ψ表（biǎo）示。塑性材料拉斷以後有明顯的縮（suō）頸，所以ψ值較（jiào）大。而脆性材料拉斷後，截（jié）麵幾乎沒有（yǒu）縮小，即沒有縮頸（jǐng）產生，ψ值很小，說明塑性（xìng）很差。
模具的（de）力學性（xìng）能要求--韌（rèn）性
韌性是模具鋼的一種（zhǒng）重要性能指標，韌性決定了材料在衝擊（jī）試驗（yàn）力作用下對破裂的抗斷能力。材料的韌性越高，脆（cuì）斷的（de）危險性越小，熱疲勞（láo）強度也越高。對（duì）於衡量模具脆斷傾（qīng）向，衝擊韌度試驗具有（yǒu）重要意（yì）義。
衝擊韌度是指衝擊試樣缺口處截麵積（jī）上的衝擊吸收（shōu）功，而衝擊吸收功是指規定形狀和尺寸（cùn）的試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（試樣開成（chéng）U形缺口）、夏比V形缺（quē）口衝擊（jī）試驗（試樣開成V形缺口）以及艾式衝擊試（shì）驗。
影響衝擊韌度（dù）的因素很多（duō）。不同材質的模具鋼衝擊韌度（dù）相差很大，即使（shǐ）同一種材料，因組織狀態不同、晶粒大小不同、內應力狀態不同（tóng）衝擊韌度也不相（xiàng）同。通常是晶粒越粗大，碳化（huà）物偏（piān）析越嚴重（帶狀、網狀（zhuàng）等（děng）），馬氏體組織越（yuè）粗大（dà）等都會促使（shǐ）鋼材變脆。溫度不同，衝擊韌度也不（bú）相（xiàng）同。一般情況是溫度越高衝擊韌度值（zhí）越高，而有的鋼常溫下韌性很好，當溫度下降到零下20～40℃時（shí）會變成脆性鋼。
為了提高鋼的韌性，必須采（cǎi）取合理的鍛造（zào）及熱處（chù）理工藝。鍛造時應使碳化物盡量打碎，並（bìng）減少或消除碳化物偏析，熱處理淬火時防止晶粒過於長大，冷卻速度（dù）不要過高，以防（fáng）內應力產生。模具使用前（qián）或使用過程（chéng）中應（yīng）采取一些措施減（jiǎn）少內（nèi）應力。
模（mó）具的力學性能要（yào）求--特（tè）殊性能要求
由於（yú）模具種類繁多，工作條件（jiàn）差別很（hěn）大，因此模具的常規性能及（jí）相互配合（hé）要求也各不相同，而（ér）且某種模具實際性能與試樣（yàng）在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（gēn）據所模擬（nǐ）的實際（jì）工況（kuàng）條件，對模具使用特性進行測量，並對（duì）模具（jù）的（de）特殊性能提出要求，建立起正確評價模具性能的體係。
對（duì）熱作模具必須測試在高溫條件下的（de）硬度、強度和衝擊（jī）韌度。因為熱作（zuò）模具是在某一特定溫度下（xià）服役，在室溫下測定的性能數據，當溫度升高時要發生變化。性能（néng）變化趨勢和速率相差也很大，如A種材料在室溫下硬度雖比材料B高，但隨溫度上升，硬度下降顯著，到達—定溫度後，硬度值反（fǎn）而會低（dī）於材料（liào）B。那麽（me），當在較高（gāo）溫度（dù）工作條件下要求耐磨性高時，就不能選用A種材料，而需選用室（shì）溫下硬（yìng）度值雖較低但（dàn）隨溫度上（shàng）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、韌性外，還要求具有某些特（tè）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（de）熱穩（wěn）定性用回（huí）火保溫4h，硬度降到45HRC時的最高（gāo）加（jiā）熱溫度表示。這種方法與材料的原始硬度有關，有（yǒu）資料將達到預定強（qiáng）度級別的鋼（gāng）加熱，保溫2h，使硬度（dù）降到一般熱鍛模失效硬度35HRC的最高加熱溫度定為（wéi）該鋼穩定性指標。對於（yú）因耐熱性不足而（ér）堆積塌陷失效的熱作模具，可以根據熱穩定性預測（cè）模具的壽（shòu）命水平。
模具的力學性能要求--回火穩定性
回火穩定（dìng）性指隨回火溫度升高，材料的強度和硬度（dù）下（xià）降快慢的程度，也稱回火抗力或抗回火軟化能力。通常以（yǐ）鋼的回火溫度-硬度曲線來表示，硬度下降慢則表示回火穩定性高或回火抗（kàng）力大。回火穩定性也是與回火時組織變化相（xiàng）聯（lián）係的，它與（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（zhēng）模具在高溫下的變形抗力。
模具的力學性能（néng）要求-- 熱疲勞抗力及斷裂韌度
熱疲勞抗力表征了材料熱（rè）疲勞裂紋萌生前的工（gōng）作壽命和（hé）萌生後的擴展（zhǎn）速率。熱疲勞通常以20℃—750℃條件下反複加熱（rè）冷卻時所發生裂紋的循環次數或當循環（huán）一定次數後測定裂紋（wén）長度來確定。熱（rè）疲勞抗力高的材料不易發生熱（rè）疲勞裂紋，或當裂（liè）紋萌生後，擴展量小、擴展緩慢。斷裂韌度則表征了裂紋失穩擴展（zhǎn）抗力，斷裂韌（rèn）度高，則裂紋不易發生失穩擴展。
模具的力學性能要求-- 高溫磨損與抗氧化性能
高溫磨損是熱作模具主要失效形式之（zhī）一，正常情況下，絕大多數錘鍛模及壓力機模具都因磨損而失效（xiào）。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。現在國內已有單位在自製的熱磨損機上進行（háng）模具（jù）熱（rè）磨損試驗，收到較（jiào）理想的試驗效果。
實際使用表明，模具材料抗（kàng）氧化性（xìng）能的優劣，對模具使用壽命影響很大。因氧化會加劇模具（jù）工作（zuò）過程中的磨損，導致模具型（xíng）腔尺寸（cùn）超差而報廢。氧化還會（huì）使模具（jù）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。