模具材料的性能是由模具（jù）材料的成分和熱處理後的組織所決定的。模具鋼的基本組織是由馬氏體基體以及（jí）在基（jī）體上分布著的碳化物和金屬（shǔ）間化合物等構成。
模具（jù）鋼的性能應該滿（mǎn）足某種模（mó）具完成額定工作量所（suǒ）具備的（de）性能，但因各（gè）類模具使用條件及所完（wán）成的額定工作量指（zhǐ）標均不相同，故對模具性能要求也不同。又因為不同（tóng）鋼的化學成分和組織對各種性能的影響（xiǎng）不同，即使同一牌號的鋼也不可能同時獲得各種性能的最（zuì）佳值，一般某些（xiē）性能（néng）的改善會損失其他的性能。因而，模具工作者常根據模具工作條（tiáo）件及工作定額要求選用模具（jù）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（zuì）小的目的。
對各類（lèi）模（mó）具鋼提出的性（xìng）能要（yào）求主要包括：硬度、強度（dù）、塑性和韌性等。
模具的（de）力學性能要求--硬度
硬度表征了鋼對變形和接觸應（yīng）力（lì）的抗力。測硬度的試（shì）樣易於製備，車間、試驗室一般都配備（bèi）有硬度計，因此，硬度是很容易測定的一種性能，而且硬度與強度也有一定關係，可通過硬度強度換（huàn）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（děng）硬度（dù）（40～52HRC），一（yī）般用於熱作模具。
鋼（gāng）的（de）硬度與成分和組織均有密切關係，通（tōng）過熱處理，可以獲得很寬（kuān）的（de）硬度變化範圍。如新型模具鋼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，因此可用來製作硬（yìng）度要求不同的冷、熱作（zuò）模具。因而這類模具鋼可稱為冷作、熱作兼用型模具鋼。
模具鋼（gāng）中除馬氏體基體外，還存在更高硬度的（de）其他相，如碳化物（wù）、金屬間化合物等。表l為常見碳化物及合金相的（de）硬度值。
相 硬度（dù）HV
鐵素體（tǐ） 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
馬氏體：ω C 0.8% 約980
滲碳體(Fe 3 C) 850～1100
氮化物 1000～3000
金（jīn）屬間化合物（wù） 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），馬氏體中的含碳量取決於奧氏體（tǐ）化溫度（dù）和（hé）時間（jiān）。當溫度和時間增加時，馬氏（shì）體中的含碳量（liàng）增多馬氏體硬度會增加，但淬火加（jiā）熱（rè）溫度過高（gāo）會使奧氏體晶粒增大，淬火後殘留奧氏體量增多，又會導（dǎo）致（zhì）硬度下降。因此，為選擇（zé）最佳淬火（huǒ）溫度，通常要先作出該鋼的淬火溫度—晶粒度—硬度關係曲線。
馬氏體中的含碳量在一定程（chéng）度上與鋼的合金（jīn）化程度有關，尤（yóu）其當回（huí）火時（shí）表現更明（míng）顯。隨回火溫（wēn）度的（de）增高，馬氏（shì）體中的含碳量在（zài）減少，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（xiàng）馬氏體的轉變，所發生的二次硬化效應越明顯，硬化峰值越高（gāo）。
模具的力學性能（néng）要求--塑性
淬硬的模具鋼塑性較差，尤其是冷變形模具鋼（gāng），在很小（xiǎo）的（de）塑性變形時即（jí）發生脆斷。衡量模具鋼（gāng）塑性（xìng）好壞，通常采用斷後伸長率和斷（duàn）麵收縮率兩個指標表示
斷後伸長率是指拉伸試（shì）樣拉斷（duàn）以後長度增加的相對百分（fèn）數，以δ表示。斷後伸長率δ數值越大，表（biǎo）明鋼材塑性越好。熱模鋼的塑性明顯（xiǎn）高於（yú）冷模鋼。
斷麵收縮率（lǜ）是指拉伸試（shì）棒經拉伸變形和拉斷以後，斷裂部分截麵的縮小量與原始（shǐ）截麵之比，以ψ表示。塑性材料（liào）拉斷以後有明顯（xiǎn）的縮頸，所以ψ值較大。而（ér）脆性材料拉斷後，截麵幾乎（hū）沒有縮小（xiǎo），即沒有縮頸（jǐng）產生，ψ值很小，說明（míng）塑性很差。
模具的（de）力學性能要求--韌性
韌性是模（mó）具鋼的一種重要性能指標，韌性決定了材料在衝（chōng）擊試驗力作用下對破裂的抗斷（duàn）能力。材（cái）料（liào）的韌性越高，脆斷的危險性越小，熱疲勞強度也越（yuè）高。對於衡量模具脆斷傾向，衝擊韌度試（shì）驗具有重要意（yì）義（yì）。
衝擊韌度是指（zhǐ）衝擊試樣缺口處（chù）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的試樣在（zài）衝擊試驗力一次作用下折斷時（shí）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形缺口衝擊試驗（試樣開成V形缺口）以及艾式衝擊試驗（yàn）。
影響衝擊韌（rèn）度（dù）的因素很多。不同材質的（de）模具鋼衝擊韌度相差（chà）很大，即使同一種材料，因組織狀態不同（tóng）、晶粒大小不同、內（nèi）應力狀態不同衝擊（jī）韌度也不相同。通常是晶粒越粗大，碳化物偏析越嚴重（帶狀（zhuàng）、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，衝擊韌度也（yě）不相同。一般情況是溫度越高衝擊（jī）韌度值越高，而有（yǒu）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（gāng）的韌性，必須采取合理的鍛造及熱處理工藝。鍛造時（shí）應使碳（tàn）化物（wù）盡量（liàng）打（dǎ）碎，並減（jiǎn）少或消除碳化物偏析，熱處理（lǐ）淬火時防止晶粒過於長大，冷卻速度不要過高，以防內應力產生。模具使用前或使用過程中應采取一些（xiē）措施減少內（nèi）應力。
模具的（de）力學性能要求--特殊性能要求（qiú）
由於模具種類繁多，工作條件差別很大，因此模具的常規性能及相互配（pèi）合要求也各不相同，而且某種模具實際性能與試樣在特定條件下測得的數據也不一致。所以（yǐ），除測定材料的常規（guī）性能外（wài），還必須根據所模擬的實際工況條件，對模具使用特性進行（háng）測（cè）量，並對模具的特殊性能提（tí）出要求（qiú），建立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（qiáng）度和衝擊韌度。因為熱作模具是在某一特定（dìng）溫度下服役，在室溫下測定的性（xìng）能數據，當溫（wēn）度（dù）升高時要發生變化。性能變化趨（qū）勢和速率相差也很大，如A種材料在室溫下（xià）硬度雖比材料B高，但隨溫度上（shàng）升，硬度下降顯著，到達—定溫度後，硬度值反而會低於材料B。那（nà）麽，當在較高溫度工作條件下要求耐磨性高時，就不能選用A種材（cái）料，而需選用室溫（wēn）下硬度值（zhí）雖較低但隨溫度上（shàng）升，硬度下降緩（huǎn）慢的材料B。
對熱作模具除要求（qiú）室主高溫條（tiáo）件下的硬度（dù）、強度、韌性外，還要求具有某些特殊性能。
模具的（de）力學性能要求--熱穩定性
熱穩定（dìng）性表征鋼在受熱過（guò）程中保持金相組織和性能的穩定能力。通常（cháng），鋼的（de）熱穩定性用回火保溫4h，硬度降到45HRC時的（de）最高加熱溫度表示。這（zhè）種方法與材料的原始硬度有關，有資料將達到（dào）預定強度級別的鋼加熱，保溫2h，使硬（yìng）度降到一般熱鍛模失效硬度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（gēn）據熱穩定性（xìng）預測模具（jù）的（de）壽命水（shuǐ）平。
模具的力學性能要求--回火穩定性
回火穩定性指隨（suí）回火溫度升高（gāo），材料的（de）強度和硬度（dù）下降快慢的程度，也（yě）稱回（huí）火（huǒ）抗力（lì）或抗回火軟化能力。通常以鋼（gāng）的（de）回火溫度-硬度曲（qǔ）線來表示，硬（yìng）度下降慢則表示回火穩定性（xìng）高或回火抗力大（dà）。回火（huǒ）穩定性也是與回火時組織變化相聯係的，它與鋼的熱穩定性共同表（biǎo）征鋼在高溫下的組織穩定性程度，表征模具在高溫（wēn）下的變形抗力（lì）。
模具的力學性能要求-- 熱疲勞抗力及斷（duàn）裂韌度
熱疲勞抗力表征了材料熱疲勞裂紋萌生（shēng）前的工作壽命和萌生後的擴展速率。熱疲勞通（tōng）常以20℃—750℃條件下反（fǎn）複加熱冷卻時（shí）所發（fā）生裂紋的循環次數或當循環一定次數後測定裂紋長度來確定。熱疲勞抗力高的材料不易發生熱疲勞裂紋，或當裂（liè）紋萌生（shēng）後，擴展量小、擴展緩慢。斷裂（liè）韌度則表征（zhēng）了裂紋失穩擴展抗力，斷裂韌度高（gāo），則裂紋不易發生失穩擴展。
模具的力學性能（néng）要求-- 高溫磨損（sǔn）與抗氧化性能
高溫（wēn）磨損是熱作模具主（zhǔ）要失效（xiào）形式之一，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（duì）熱作模具的使用性能的要求，是多種高溫（wēn）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（liào）抗氧化性能的優劣，對模具使用壽命影響很大。因氧化會加劇模（mó）具工作過程中的磨損（sǔn），導致模具型腔尺寸超差（chà）而報（bào）廢。氧化還會使模具表麵產生（shēng）腐（fǔ）蝕溝，成為熱疲勞（láo）裂紋起源（yuán）．加劇（jù）模具熱疲勞裂紋的萌生。