模具材料的性能是由模具材料的成分和熱處理後的（de）組織所決定的。模具鋼的（de）基本組（zǔ）織是由馬（mǎ）氏體基（jī）體以及在（zài）基體上（shàng）分布著的碳化物和（hé）金（jīn）屬（shǔ）間化合物等構成。
模具鋼（gāng）的性能應該滿足某種模（mó）具完成額定工作量所具（jù）備的性能，但因（yīn）各類模具使用條（tiáo）件及所完成的額（é）定工作量指標均（jun1）不相同，故對模具性能要求也（yě）不同。又因為不（bú）同（tóng）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（tóng）時（shí）獲（huò）得各種性能的最佳值，一般某些性能的改善會（huì）損失其他的性能。因而，模具（jù）工作者常根據模具工作條件及（jí）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（xìng）能最優，而（ér）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（qiú）主要包括：硬度、強度（dù）、塑性和韌性（xìng）等。
模具（jù）的力學性能（néng）要求（qiú）--硬度
硬度表征了鋼對變形和接觸應（yīng）力的（de）抗力。測（cè）硬度的試樣易於製備，車間、試（shì）驗室一般都配備（bèi）有硬度計，因此，硬度是很容易測定的一種性能，而且硬度與（yǔ）強度也有（yǒu）一定關係，可通過硬度（dù）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），一般用於冷作模具，中等硬度（40～52HRC），一般用於熱作模具。
鋼的硬度與成分和組織均（jun1）有密切關係，通（tōng）過熱處理，可以（yǐ）獲（huò）得很寬的（de）硬度變化（huà）範圍。如新型模具鋼（gāng）012Al和CG－2可分別采用低溫回火處理後硬（yìng）度為60～62HRC，采用高溫回火（huǒ）處理後硬度為50～52HRC，因（yīn）此可用來製作硬度要求不同的冷、熱作模具。因而這類模具（jù）鋼可稱為冷作、熱作兼（jiān）用型模具鋼。
模具鋼中除馬氏（shì）體基體（tǐ）外，還存在（zài）更高硬度的其他相，如碳化物、金屬間化合物等（děng）。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：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（dàn）化物 1000～3000
金屬間化合物 500
模具鋼的硬度主要（yào）取決於馬氏體中溶解的碳量（或含氮量），馬氏體中的含碳量（liàng）取決（jué）於奧氏體化溫度和時（shí）間。當溫度和時間增加時，馬氏體中的含碳量增多馬（mǎ）氏體（tǐ）硬度會增加，但（dàn）淬火加熱溫度（dù）過高會使奧氏體晶粒增大，淬（cuì）火（huǒ）後殘留（liú）奧氏體量增多，又會（huì）導致硬度（dù）下降。因此，為選擇最佳淬火溫度，通常要先（xiān）作出該鋼的淬火溫度—晶粒度—硬（yìng）度（dù）關係曲線。
馬氏體中（zhōng）的含碳量在一定程度上與鋼的合金化程度有關，尤其當回火時表現更（gèng）明顯。隨回火溫度的增高（gāo），馬氏體中的含（hán）碳（tàn）量在減少，但當鋼中合金含量越高時，由於（yú）獼散的合金碳化物折出及殘（cán）留奧氏體向馬氏體（tǐ）的轉變，所發生的二次硬（yìng）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，尤其是（shì）冷變形模具鋼，在很小的塑性變形（xíng）時即發生（shēng）脆斷。衡（héng）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
斷後伸長率（lǜ）是指拉伸試（shì）樣拉斷以後長度（dù）增加的相對百分數，以δ表示。斷（duàn）後伸長率δ數值（zhí）越大，表明鋼材塑性越好。熱模鋼的塑性明顯高（gāo）於冷模（mó）鋼。
斷（duàn）麵收縮率是指拉伸試棒經拉伸變形和拉斷（duàn）以後，斷裂部分截麵的縮小量與原（yuán）始截麵之比，以ψ表示。塑性材料拉斷以後有明顯的縮頸，所以ψ值較（jiào）大。而脆性材料（liào）拉斷後，截麵幾乎沒有縮（suō）小，即（jí）沒有（yǒu）縮頸產生，ψ值很小，說明塑性很差。
模具的力（lì）學性能要（yào）求--韌性
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試驗力作用下（xià）對破裂的抗斷（duàn）能力。材料的韌性越高，脆斷（duàn）的危險性越小，熱（rè）疲勞強度也越高。對於衡量模（mó）具脆斷傾向，衝擊韌度試驗具有（yǒu）重要意義。
衝擊韌度是指衝擊試樣缺口處（chù）截（jié）麵積（jī）上（shàng）的衝擊（jī）吸收功，而衝擊吸收功是指規定形狀和尺寸的試樣在衝擊試驗力一次作用下折斷時所吸收的功（gōng）。衝擊（jī）試驗有夏比U形缺口衝擊（jī）試驗（試樣開成U形缺口）、夏（xià）比V形缺口衝擊試驗（試樣開成V形缺口）以及艾式衝擊試驗。
影響衝擊韌度的因素很多。不同材質的模具鋼衝（chōng）擊韌度相差很大，即使同一種材（cái）料，因組織狀態不同、晶粒大小不同、內應力（lì）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（huì）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（chōng）擊韌度值越（yuè）高，而有的鋼常溫下韌性很好，當（dāng）溫度下（xià）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（qǔ）合理的鍛造及熱處理工藝。鍛（duàn）造時應使碳化物盡量打碎，並減少或（huò）消（xiāo）除碳化物偏析，熱處（chù）理淬火（huǒ）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（shēng）。模具使用前（qián）或使用過程中應采取一些措施減少內應力。
模具的力學性（xìng）能要求--特殊性能要（yào）求
由於模具種類繁多，工作（zuò）條件差別很大，因此模具的常規性能（néng）及（jí）相互配合要求也各不相同，而且（qiě）某種模具實（shí）際性能與（yǔ）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（xìng）能外，還必須根據所模擬（nǐ）的實際工況條件，對模具使用特性進行測量，並（bìng）對模具的特殊性能提出要求，建立起正確評價模具性能的（de）體係。
對熱（rè）作模具必須測試在高溫條件下的硬度、強度和衝擊韌（rèn）度。因為熱作模具是（shì）在某（mǒu）一（yī）特定溫度下服役，在室溫下測定的性能數據，當溫度升高時（shí）要發生變化。性能變化趨勢和速率相差（chà）也很大，如A種材料在室溫下硬度雖比材料B高（gāo），但隨溫度上升，硬度下降顯著，到（dào）達—定溫度後，硬度（dù）值（zhí）反而會低於材料B。那麽，當在較高溫（wēn）度工作條件下要求耐磨性高時，就不（bú）能選用A種材料，而需選用室溫下硬度值雖較低但隨溫度上升，硬度下（xià）降緩慢的材（cái）料B。
對熱作（zuò）模具除要求室主高溫（wēn）條件下的硬度、強度（dù）、韌性外，還要求具有某些特殊性能。
模具的力學性能要（yào）求--熱穩定性
熱穩定（dìng）性表征鋼在受熱過程中保持金相組（zǔ）織和（hé）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（liào）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（bǎo）溫2h，使硬度降到一般熱（rè）鍛模（mó）失效硬度35HRC的最高加熱溫度定為該鋼（gāng）穩定性（xìng）指標。對於因耐熱性不足而堆積（jī）塌陷失效的熱作模（mó）具，可以根據熱穩定性預測模具的壽命（mìng）水平。
模具的力（lì）學性能要（yào）求--回火穩定性
回火穩定性指（zhǐ）隨回火（huǒ）溫度升高，材料（liào）的強度和硬度下（xià）降快慢的程度，也稱（chēng）回火抗力（lì）或（huò）抗回火（huǒ）軟化能力。通常以鋼的回火溫度-硬度曲（qǔ）線來表示（shì），硬度下降慢則表示回火穩定性高或回火抗力大。回火穩定性也是與回（huí）火時組織變化相（xiàng）聯係的，它與鋼的（de）熱穩（wěn）定性共同表征鋼在高溫（wēn）下的組織穩定性程度，表征模具在高（gāo）溫下的變形抗力。
模具的力學性能要求-- 熱疲勞抗力（lì）及斷裂韌（rèn）度
熱疲勞抗力表征了材料熱疲勞（láo）裂紋萌（méng）生前的工作壽命和萌生後的擴展速率。熱疲勞通常以20℃—750℃條件下反複加熱冷卻時所（suǒ）發生裂紋的循環次數或當循環一定（dìng）次數後測定（dìng）裂紋長度（dù）來確定。熱（rè）疲（pí）勞抗力高的材料不易發生熱疲勞裂紋，或當裂紋萌（méng）生後，擴展量小、擴展緩慢。斷裂韌度則表征了裂紋失穩（wěn）擴展抗力（lì），斷裂韌（rèn）度高，則裂紋不易發（fā）生失穩擴展。
模具的力學性能要求（qiú）-- 高溫磨損與抗氧化（huà）性能
高溫磨損是熱作（zuò）模具（jù）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（xué）性能的綜合體現。現在國內已有（yǒu）單（dān）位在自製的（de）熱磨（mó）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，模具材料抗氧化性能的優劣，對模（mó）具使用壽命影響很大。因氧（yǎng）化會加劇模具工作過程中的磨損，導致（zhì）模具型腔尺寸超差而報廢（fèi）。氧化還會使模（mó）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（méng）生。