模具材料的性能是由模具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（zhī）是由馬氏（shì）體基體以及在基體上分布著的碳化物和金屬間化合物等構（gòu）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（gè）類模具使用條件及（jí）所完成的額定工作量指標均不相同，故對（duì）模具（jù）性能（néng）要求（qiú）也（yě）不同。又因為不同鋼（gāng）的化學成分（fèn）和組織對各種（zhǒng）性能的影響不（bú）同，即使同一牌號的鋼也不（bú）可（kě）能同時獲（huò）得各種（zhǒng）性能的（de）最佳值，一般某些性能的改善會損失其他的性能。因而，模具工作者常根據模具工作條件（jiàn）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（yào）性能最優，而其他性（xìng）能損失最小的目的（de）。
對（duì）各類模具鋼提出的性能（néng）要求主要包括（kuò）：硬度、強度、塑（sù）性和韌（rèn）性等（děng）。
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）力的抗力。測（cè）硬度的試樣易於製備，車間、試驗室一般都（dōu）配（pèi）備有硬度（dù）計，因此，硬度是很容易（yì）測定的一種性能，而且硬（yìng）度與強度也（yě）有一定關係，可通過硬度強（qiáng）度換算關係得到材（cái）料硬度（dù）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（zuò）模具，中（zhōng）等硬度（40～52HRC），一般用於熱作模具。
鋼的（de）硬度與成分和組織均有（yǒu）密切關係，通過熱（rè）處理，可以獲得很寬的硬度變化（huà）範圍。如新型模具鋼012Al和CG－2可分別采用低（dī）溫回火處理後硬度為60～62HRC，采用高溫回火處理後硬度為50～52HRC，因此可用來製作（zuò）硬度（dù）要求不同的冷、熱作（zuò）模具。因而這類模具鋼（gāng）可稱為冷作、熱作兼用型模具鋼。
模具鋼中除馬氏體基體外，還存在更高硬度的其他（tā）相，如碳化物、金屬間化合物等。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（mǎ）氏體：ω C 0.6% 約（yuē）920
馬氏體：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
模具鋼的硬度主要取決於馬氏體中（zhōng）溶解的碳量（或含氮量），馬氏體中的含碳量取決於奧氏體化溫度和時間。當溫度和時間增加時，馬氏體中的含（hán）碳量增多馬氏體硬度會增加，但淬火加熱（rè）溫度過高會使奧氏體晶（jīng）粒增大（dà），淬火（huǒ）後殘留奧氏體量增多，又會導致硬度下降（jiàng）。因此，為選擇最佳淬火溫度，通常要先作出該鋼的淬火（huǒ）溫度—晶粒度（dù）—硬度關係曲線。
馬氏體中的（de）含碳量在一定程度上與（yǔ）鋼的合（hé）金化程（chéng）度有關，尤其當回火時表現（xiàn）更明顯。隨回火溫度的（de）增高（gāo），馬（mǎ）氏體（tǐ）中的含碳（tàn）量（liàng）在減少，但當鋼中合金含（hán）量越高（gāo）時，由（yóu）於獼散的合金（jīn）碳化物折出（chū）及殘留奧氏體向馬氏體的轉變，所發生的二次硬化效應越明顯，硬化（huà）峰值越高。
模具的力學性能要求--塑性
淬硬的（de）模具鋼塑性較差，尤其是（shì）冷變形模具鋼，在（zài）很小的塑性變形時（shí）即發生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞，通常（cháng）采用斷（duàn）後伸長（zhǎng）率和斷麵收縮率兩個指標表示（shì）
斷後伸（shēn）長（zhǎng）率是指拉伸試樣拉斷（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，表明鋼材塑性越好。熱模鋼（gāng）的塑性明（míng）顯高（gāo）於冷模鋼。
斷麵（miàn）收縮率是指拉伸試棒經拉伸變形和拉斷以後，斷裂部分截麵的縮小量與原始截麵之比，以ψ表示。塑性材料拉斷以（yǐ）後有明顯的縮頸，所（suǒ）以ψ值較（jiào）大。而脆性材料拉斷後，截麵幾乎沒有縮小，即（jí）沒有縮頸產生，ψ值很小，說明塑性很差。
模具的力學性能要（yào）求--韌性
韌性是模具鋼的一種重要性能指標，韌性決定了材料在衝擊試驗力作用下對破（pò）裂的抗斷能（néng）力。材料的韌性越高，脆斷的危險性越小，熱疲勞強度也越高（gāo）。對於衡量模具脆斷傾（qīng）向，衝擊韌度試驗具有重（chóng）要意義。
衝擊韌度是指衝擊試樣缺口處（chù）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作用下折（shé）斷時所吸收（shōu）的功。衝擊試（shì）驗有夏比U形缺（quē）口（kǒu）衝（chōng）擊試驗（試樣（yàng）開（kāi）成U形缺口）、夏比V形缺口衝擊試驗（試樣開（kāi）成V形缺口）以及（jí）艾式衝擊試驗。
影響衝擊韌度的因（yīn）素很多。不同材質的模具鋼衝擊韌度相差很（hěn）大，即使同一種材料，因（yīn）組織狀態（tài）不同、晶粒大小不同、內應力狀態（tài）不同衝擊韌度也不相同。通常是（shì）晶粒越粗大，碳化物偏析越嚴重（帶狀、網狀等），馬氏體（tǐ）組織越粗（cū）大等都會促使鋼材變脆。溫度不同，衝擊韌度也不相同。一般情況是溫度越高衝擊（jī）韌（rèn）度（dù）值越（yuè）高，而有的鋼常溫下韌性很好，當溫度下（xià）降到零下20～40℃時會變成脆性鋼。
為了提高鋼的韌性（xìng），必須采取合（hé）理的鍛造及熱處理工藝。鍛造時應使碳化物盡量打碎，並減少或消除碳化物偏（piān）析，熱處理淬火時（shí）防止晶粒（lì）過於長大，冷卻速（sù）度不要過高，以防內應力產（chǎn）生。模具使用前或（huò）使用過程中應采取一些（xiē）措施減少內應力。
模具的力學性能要求--特殊性能要求
由於模具種類繁多，工作條件差別很大，因（yīn）此（cǐ）模具的常規性能及相互配合要求也各不相同，而且某種模具實際（jì）性能與試樣在特定條件（jiàn）下測得的（de）數據也不一致。所以，除測定材料的常規性能外，還必須根據（jù）所模擬的（de）實際工（gōng）況條件（jiàn），對模（mó）具使用特性進（jìn）行測量，並對模具的（de）特殊性能提出要求，建立起正確（què）評價模具性能的體（tǐ）係。
對熱作模具必須測試在高溫條件下的硬度、強度（dù）和衝擊韌度。因為熱作模具是在某一特（tè）定溫度下服役，在室溫下測定的（de）性能數據，當溫度升高時要發生變（biàn）化。性能變化趨勢和速率（lǜ）相差也很大，如A種材料在（zài）室溫下硬（yìng）度雖比材料B高，但隨溫度（dù）上升，硬度下降顯著，到達—定溫（wēn）度後（hòu），硬度值反而會低（dī）於材料B。那麽，當在較高溫度工作條件下要求耐磨性高時，就（jiù）不能選用A種材料（liào），而需選用室溫下硬度值雖較低但隨溫度上升，硬度下降緩慢的材（cái）料B。
對熱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（qiú）具有某些特殊性能。
模具的力學性能要求--熱穩定性
熱穩定（dìng）性表征（zhēng）鋼在受熱過程中保持金相組織和性能的穩定能力。通常，鋼的熱穩定性用回火保溫（wēn）4h，硬度降到45HRC時（shí）的最高加（jiā）熱溫度表示。這種方法與材料的原始硬度（dù）有關，有資料（liào）將達到（dào）預定強度級別（bié）的鋼加（jiā）熱，保溫2h，使硬（yìng）度降到（dào）一般熱鍛模失效硬度35HRC的最高加熱溫度定為該鋼穩定性指標。對（duì）於因耐熱性不足而堆積塌陷失效（xiào）的熱作模具（jù），可以根據熱穩定性（xìng）預測模（mó）具的壽命（mìng）水平。
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，材料（liào）的強度和硬度下降快慢的程（chéng）度，也稱回火抗（kàng）力或抗回火軟化能力。通常以鋼的回火溫度-硬度曲線來表示，硬度（dù）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火時組織（zhī）變化相聯係的，它與鋼的熱穩定性（xìng）共同表征鋼在高溫下的組織穩定性程度，表征模具在（zài）高溫下的變形抗力。
模具的力學性能要（yào）求-- 熱疲（pí）勞抗力及斷裂韌度
熱疲勞抗力表征了材料熱（rè）疲（pí）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℃條件下反複（fù）加熱冷卻時所（suǒ）發生裂（liè）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（gāo）的材（cái）料不易發（fā）生熱疲勞裂（liè）紋，或當（dāng）裂紋萌生後，擴展量小、擴展緩慢。斷裂（liè）韌度則表征了（le）裂紋失穩擴展抗力（lì），斷裂韌度高，則裂紋不易發生失穩擴（kuò）展。
模具的力學性能要求-- 高溫磨損與抗氧化性能
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（dà）多數錘（chuí）鍛模及壓（yā）力機模具都因磨損而失效。抗（kàng）熱磨損是對熱作模具的使用性能的要（yào）求，是多種高溫力學性能（néng）的綜合（hé）體現。現在國內已有單位在自製的熱磨損（sǔn）機上進行模具熱（rè）磨損試驗，收到較（jiào）理想的（de）試驗（yàn）效果。
實際使用表明，模具材料抗氧化（huà）性能的優劣，對（duì）模具使用壽命影（yǐng）響很（hěn）大（dà）。因氧化會加劇模具工（gōng）作過程中的磨損，導致模具（jù）型腔（qiāng）尺（chǐ）寸超差而報廢。氧化還會使模具表麵產生腐蝕溝，成（chéng）為熱疲勞裂紋起源．加劇模具熱疲勞裂紋的萌生。