模具材料的性能是（shì）由模具材料（liào）的成分和熱處理後的組織所決（jué）定的。模具鋼的基本組織是由馬氏體基體以及在基體上（shàng）分布著的碳化物和金屬間化合（hé）物等構成（chéng）。
模（mó）具（jù）鋼的性能應該滿足某種模具（jù）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工（gōng）作量指標（biāo）均不相同，故對模具性能要求也不同。又因為不同鋼的化學（xué）成分和（hé）組（zǔ）織對各種性能的影響不同，即使同一牌（pái）號的鋼也不可能同時獲（huò）得各種性能的最佳（jiā）值，一般某些性能的改善會損失其他的性能。因而（ér），模具（jù）工作者常根據模具工作（zuò）條件及工作定額要求選用模具鋼及最佳處理工（gōng）藝，使之達到主要性能（néng）最優，而其（qí）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（dù）、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）形和接觸應力的抗力。測硬度的試樣易（yì）於製備，車間、試驗（yàn）室一般都配備有硬度計，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（yī）定關係，可通（tōng）過（guò）硬度強（qiáng）度換算關係得（dé）到材料硬度（dù）值。按硬度範圍劃定的模具類別，如高（gāo）硬度（52～60HRC），一般（bān）用於冷（lěng）作模具，中等硬度（40～52HRC），一般用於熱作（zuò）模具。
鋼的硬度與成分和組（zǔ）織均有（yǒu）密切關係（xì），通過熱處理，可以獲得很寬的硬度變化範圍。如新型模具鋼012Al和CG－2可分別采用低溫回火（huǒ）處（chù）理後（hòu）硬度為60～62HRC，采用高溫回火處理後硬度為50～52HRC，因此可用來製作硬（yìng）度要求不同的（de）冷、熱作模具。因而這類模具（jù）鋼可稱為冷作（zuò）、熱作兼用型模（mó）具鋼。
模具鋼中除馬氏體基體外，還存在更高硬度的其他相，如（rú）碳化物（wù）、金（jīn）屬間化（huà）合物等。表l為（wéi）常見碳化物及合（hé）金相的硬度值。
相 硬（yìng）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（mǎ）氏體：ω C 0.6% 約920
馬氏體（tǐ）：ω C 0.8% 約980
滲碳體（tǐ）(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量（或含氮量），馬氏體中的含碳量（liàng）取決於（yú）奧氏體化溫度和時（shí）間。當（dāng）溫度和時間增加時，馬氏體中的含碳量增（zēng）多馬氏體硬度會增加，但淬火加熱溫度過高會使奧氏體晶（jīng）粒增大，淬火後殘留奧（ào）氏體量增多，又會（huì）導致硬度下降。因（yīn）此，為選擇最佳淬火溫度，通常要先作出該鋼的淬（cuì）火溫度—晶粒度—硬（yìng）度關係（xì）曲線。
馬氏體（tǐ）中的含碳量在一（yī）定程度上與鋼的合金化程（chéng）度有關（guān），尤（yóu）其當回火時表現更明顯。隨回火溫度的增高，馬氏體中的含碳量在減（jiǎn）少，但當鋼中合金含量越高時，由於獼散的合金碳化物折出及殘留奧氏體向馬氏體（tǐ）的轉變，所（suǒ）發生的二次硬化效應越明顯，硬化峰值越高。
模具的力學性能要求--塑性（xìng）
淬硬的模具鋼（gāng）塑性較差，尤其是冷變形模具（jù）鋼，在很小的塑性變形時（shí）即發生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞（huài），通常采用斷後伸長率和斷麵收縮率兩個指標表示
斷後伸長率是指拉伸試樣拉斷以（yǐ）後長度增加（jiā）的相對百分數，以δ表示。斷後伸（shēn）長率δ數值越大，表明鋼材塑性越好。熱模鋼（gāng）的塑性明（míng）顯高於冷模鋼。
斷麵（miàn）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（miàn）的縮小量與原始截麵之比，以ψ表示（shì）。塑性（xìng）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，截麵幾乎沒有縮小（xiǎo），即沒有縮頸產生，ψ值很小，說明塑性很差。
模具的力學性能要求--韌性
韌性是（shì）模具鋼的一種重要性能指標，韌性決定（dìng）了材料在衝擊試驗力作用下對破裂的抗斷能力。材料的韌（rèn）性越高，脆斷的危險（xiǎn）性越小，熱疲勞強（qiáng）度也越高。對於衡量模具脆斷傾向，衝擊韌度試驗具（jù）有重要意義。
衝擊韌度是指衝擊試樣缺口處截麵積上的衝（chōng）擊吸收功，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（cì）作用（yòng）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（shì）樣開成U形缺口）、夏比V形缺口衝擊（jī）試驗（yàn）（試樣開成V形缺口）以及艾式（shì）衝擊試驗。
影響衝（chōng）擊韌度（dù）的因素很多。不同材質的模具鋼衝（chōng）擊韌度相差很大，即使同一種材料，因組織狀態不同、晶粒（lì）大小不同、內應力狀態（tài）不同衝擊韌度也不相同。通常是晶粒越粗大，碳（tàn）化物偏析越（yuè）嚴重（帶狀、網狀等），馬（mǎ）氏體組織越粗大等都會促使鋼材變脆。溫度不同，衝擊（jī）韌度也（yě）不相同。一般情況是溫（wēn）度越高（gāo）衝擊韌度值（zhí）越高（gāo），而有（yǒu）的鋼常溫下韌性很好，當溫度下降到零下20～40℃時會（huì）變成脆性鋼。
為了提高鋼的韌性（xìng），必須采取合理的鍛造及（jí）熱處理（lǐ）工藝。鍛（duàn）造時應使碳化物盡量打碎，並減少或消除碳（tàn）化物（wù）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，以防內應力產生。模具使用前或使用過程中應采（cǎi）取一些措施減少內（nèi）應力。
模具的力學性能要求--特（tè）殊性能要求
由於模具種類繁多，工作（zuò）條件差別很大，因此模具的（de）常規性能及相互（hù）配合要求也各不相同，而且某種（zhǒng）模具實際性能與試樣在特定條件下測得的數據也不一（yī）致（zhì）。所以，除測定材料的常規性能外，還必須根據所模擬的實（shí）際工況條件，對模具使用特性進行測量，並對（duì）模具的特殊性能提出要求，建立起正確評價模具（jù）性能的體係。
對熱（rè）作模具必須測試在高溫條件下的硬度、強度和衝擊（jī）韌度。因為熱作模具是在某一特定溫度下服（fú）役，在室溫下測（cè）定的性能數據，當溫度升高時要（yào）發生（shēng）變化。性能變化趨勢和速率相差也很大，如A種材料在（zài）室溫下硬度雖比材料B高，但（dàn）隨溫度上升，硬度下降顯著，到達—定溫度後，硬度（dù）值反而會低於材料B。那麽，當在較高溫度工作條件下要求耐磨（mó）性高時，就不能選用A種材料，而需選用室溫下（xià）硬度值雖（suī）較低（dī）但隨溫度上升，硬度下降緩慢的材料（liào）B。
對熱作模具除要求室主高溫條件下的（de）硬（yìng）度、強度、韌性外，還（hái）要求具有某（mǒu）些特殊性能。
模具（jù）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（de）穩定能力。通（tōng）常，鋼的熱穩定（dìng）性用回火保溫4h，硬度降到45HRC時的最高加熱溫（wēn）度表示。這種方法與材料的（de）原始硬度有關，有資料將達到預定（dìng）強度級別的鋼加熱，保溫2h，使硬度（dù）降到一般熱鍛模失效硬度35HRC的最（zuì）高加（jiā）熱溫度定為該鋼穩定性指標。對於因耐熱性不足（zú）而堆積塌陷失效（xiào）的熱作模具，可以根據熱穩定性預測模具的壽命水（shuǐ）平。
模具的力學性能（néng）要（yào）求--回火穩定（dìng）性
回火穩定性指（zhǐ）隨（suí）回（huí）火溫（wēn）度升高，材料的強度和硬度下降快慢的程度，也（yě）稱回火抗力或（huò）抗回火（huǒ）軟化能力。通常以鋼的回火溫度-硬度曲線（xiàn）來表示，硬度下降（jiàng）慢則表示回火穩定性高或回火（huǒ）抗力大。回火穩定性也（yě）是與回火時組織變化相聯係的，它與鋼的熱穩定性共同（tóng）表征鋼在（zài）高溫下的組織穩定性（xìng）程度，表征模具在高溫下的變形抗力。
模具的力學性能要求-- 熱疲勞抗力及斷裂（liè）韌度
熱疲勞抗力表征了材料熱疲勞裂紋萌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（xià）反複加熱冷卻時所發生裂紋的循環次數或當（dāng）循環一定次數後測定（dìng）裂（liè）紋長（zhǎng）度來確定。熱疲勞抗力高的材料不易發生熱疲勞裂紋，或當裂紋萌生後，擴展量小、擴展緩慢。斷裂（liè）韌度則表征了裂紋失（shī）穩擴展抗力，斷（duàn）裂韌度高（gāo），則裂紋不易發生失穩（wěn）擴展。
模具的力學性能要求-- 高溫磨（mó）損與抗氧化性（xìng）能
高（gāo）溫磨損是熱作模具主要失效形式之一，正常情況下，絕大多（duō）數錘鍛模及壓力機模具都因（yīn）磨損而失效。抗熱磨損是對熱作模具的使（shǐ）用性能的要求，是多種高（gāo）溫力學性能的綜（zōng）合體現。現在國內已有單位在自製的（de）熱磨（mó）損機上進行模具熱磨（mó）損試（shì）驗，收到較理想的試驗效果。
實際使用表明，模具材料（liào）抗氧化性能的優劣（liè），對模具使用壽命影響很大。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）會使模具表麵產生腐蝕（shí）溝（gōu），成為熱疲勞裂紋起源．加劇模具熱疲勞裂紋（wén）的萌生。