模具材料的性能是由模具材料的（de）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（mǎ）氏體基體以及在基體上分（fèn）布著的碳化物和金（jīn）屬間化合物等構成。
模具鋼的性能應該滿足（zú）某種模（mó）具完成額定工作量所具備的性能，但因各（gè）類模具使用條件及所完成的額定（dìng）工作量指標均不相同，故對模（mó）具性能要求也不同。又因為不同鋼的化學成分和組織對各種性能的影響不同，即使同一（yī）牌號的鋼也不可能同時獲得各種性能的最佳值，一般某些性能的改善會損失其他的性能。因而（ér），模具工作者常根據模具工作條件及（jí）工作定額要求（qiú）選用模具鋼及最佳處理工藝（yì），使（shǐ）之達（dá）到主要性能最優，而其他性能損失最（zuì）小的目的。
對各類模具鋼提出（chū）的（de）性能要求主要包括：硬度、強度、塑性和韌性等。
模具的力學性能要（yào）求--硬度
硬度表征（zhēng）了鋼對變形和接觸應力的抗（kàng）力。測硬度的試樣易於（yú）製備，車間、試（shì）驗室一般都配（pèi）備有（yǒu）硬（yìng）度計（jì），因此，硬度是很容易（yì）測定（dìng）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（dù）換算關係得到材料（liào）硬度值。按硬度範圍劃定的（de）模具類（lèi）別，如高硬度（52～60HRC），一般用於冷作模具，中等硬度（40～52HRC），一（yī）般用於熱作模具（jù）。
鋼的硬（yìng）度與成分（fèn）和組織均有密切關（guān）係（xì），通過熱處理，可以獲得很（hěn）寬的硬度變化範圍。如新型模（mó）具鋼012Al和（hé）CG－2可分別采用低溫回火處理後硬度為（wéi）60～62HRC，采用高溫回（huí）火處理（lǐ）後硬度為50～52HRC，因此可用來製作硬度要（yào）求不（bú）同的冷（lěng）、熱作模具。因而（ér）這類（lèi）模具（jù）鋼可稱（chēng）為冷作（zuò）、熱作兼用型模（mó）具鋼。
模具（jù）鋼中除馬氏體（tǐ）基體外，還存在更高硬度的其他相，如（rú）碳化（huà）物、金屬間化（huà）合物等。表（biǎo）l為常（cháng）見（jiàn）碳化物及合金相的硬（yìng）度值。
相 硬度HV
鐵素體 約100
馬氏體：ω C 0.2% 約530
馬氏體（tǐ）：ω C 0.4% 約560
馬氏體：ω C 0.6% 約920
馬氏體（tǐ）：ω C 0.8% 約（yuē）980
滲碳體(Fe 3 C) 850～1100
氮化物 1000～3000
金（jīn）屬間化合物（wù） 500
模（mó）具鋼的硬度主要取決於馬氏體中溶（róng）解（jiě）的碳（tàn）量（或含氮量），馬氏體（tǐ）中的含碳量取決於奧（ào）氏體化溫（wēn）度和時間。當（dāng）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，但淬火加熱溫度過高會使奧氏體晶粒（lì）增大，淬火後殘留奧氏體量增多，又會導（dǎo）致硬（yìng）度下降。因此，為選擇最佳淬火溫度，通常（cháng）要先（xiān）作出該鋼的淬火溫（wēn）度—晶粒度—硬度關係曲線。
馬（mǎ）氏體中的含碳量在一定程（chéng）度（dù）上與鋼（gāng）的合金化程度有關，尤其當回火（huǒ）時表現更明顯。隨回火溫度的增高，馬（mǎ）氏體中的含碳量在（zài）減少，但當鋼中合金含量越高時（shí），由於獼散（sàn）的合金碳化物（wù）折出及殘（cán）留奧（ào）氏體向馬氏體的轉變，所發生的二次硬化效應越明顯（xiǎn），硬化峰值越高（gāo）。
模具的力學性能要（yào）求--塑性
淬硬的模具鋼（gāng）塑性較差，尤其是冷變形模具鋼，在很小（xiǎo）的塑性變形（xíng）時即發生脆斷。衡量模具（jù）鋼塑性好壞，通常（cháng）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後長度增加的相對（duì）百分數，以δ表示。斷後伸長率δ數值（zhí）越大（dà），表（biǎo）明鋼材塑性越好。熱模鋼的塑性明（míng）顯高於（yú）冷模鋼。
斷麵收縮率是指（zhǐ）拉伸試棒經拉伸變形（xíng）和拉斷以後，斷裂部分截麵的縮小量與（yǔ）原始截麵之比，以ψ表示。塑性材料拉斷以後有明顯（xiǎn）的縮（suō）頸，所以（yǐ）ψ值較大。而（ér）脆性材料拉斷（duàn）後（hòu），截麵幾乎沒有（yǒu）縮小，即沒有縮頸產生，ψ值很小，說明塑性很差。
模具的力（lì）學性（xìng）能要求--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（yòng）下對破裂的（de）抗斷能（néng）力。材（cái）料的韌（rèn）性越（yuè）高，脆斷的危險性越小，熱疲勞（láo）強度也越高。對於衡量模具（jù）脆斷傾向，衝擊韌度試驗具有重要意（yì）義。
衝擊韌度是指衝擊試（shì）樣缺口處截麵積上的衝擊吸收（shōu）功，而衝擊吸收功是指規定形狀和尺寸的（de）試（shì）樣在衝（chōng）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（yàn）（試樣開（kāi）成U形缺口）、夏比V形缺口衝擊試（shì）驗（試（shì）樣開成V形（xíng）缺口）以及艾式（shì）衝擊試驗。
影響衝擊韌度的（de）因素很多。不同材質（zhì）的模具鋼衝擊韌度相差很（hěn）大，即使同一（yī）種材料，因組織狀態（tài）不（bú）同、晶粒大小不同、內應（yīng）力狀態不同衝擊（jī）韌度也不相（xiàng）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（dà）等都會促使鋼材變脆。溫度不同，衝擊韌（rèn）度也（yě）不相同。一般情況是溫度越高衝擊韌度值越高，而有的鋼常溫下韌性很好，當（dāng）溫度（dù）下降到零下20～40℃時會變成（chéng）脆性鋼。
為了提高鋼（gāng）的韌性，必須采取合理（lǐ）的鍛造及熱處理工（gōng）藝。鍛造時應使（shǐ）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（fáng）止晶粒過於長大，冷（lěng）卻（què）速度不要過（guò）高（gāo），以防內應力產生。模具使用前或使用過程中應采取一些措（cuò）施減少（shǎo）內應力（lì）。
模具的力學性能（néng）要求--特殊性能要求
由於模具種類繁多，工作（zuò）條件差別很大，因此模具的常規性能及相互配合要求也各不相同，而且某種模具（jù）實際性能與試樣在特定條件下測得的數（shù）據也（yě）不一致。所以，除測定材料的常規性能外，還必須根據所模擬（nǐ）的實際工況條件，對模具使用特性（xìng）進行測量，並對模具的特殊性（xìng）能提出要求，建立起正確（què）評價模具性（xìng）能的體係。
對熱（rè）作模具必須測試在高溫條件下的硬度、強（qiáng）度和衝擊韌（rèn）度。因為熱（rè）作模具是在某一特定溫度下服役，在室溫（wēn）下測定（dìng）的性能數據，當溫度升高時要發（fā）生變化。性能變化趨勢和速率相差也很大，如A種材料在室溫（wēn）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，硬度值反而會低於材料B。那麽（me），當（dāng）在較（jiào）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，而需選用室溫下硬度值雖較低（dī）但隨溫度上（shàng）升，硬度（dù）下降緩慢的材料B。
對熱作模具除要求室（shì）主高溫條件下的硬度、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（qiú）--熱穩定性
熱穩定性表征鋼（gāng）在受（shòu）熱過程中保持（chí）金相組織和性能的穩定能力。通常，鋼（gāng）的熱穩定性用回火保（bǎo）溫4h，硬度降到45HRC時的最（zuì）高加熱溫度表示。這種方法與材（cái）料（liào）的原始硬度有關，有資料將（jiāng）達（dá）到預定強度級別的鋼加熱，保（bǎo）溫2h，使硬度降到一般熱鍛模失效硬度35HRC的最高加熱溫度定為該鋼穩（wěn）定性指標。對於因耐熱性不足而堆積（jī）塌陷失效的熱作模具（jù），可以根據熱穩定性預測模具的壽命水平。
模具的力學性能要求--回（huí）火穩定性
回（huí）火穩定性指隨回（huí）火溫度升高，材料的強度和硬（yìng）度下降快慢的程度，也稱回火抗力或抗回火軟化（huà）能力。通常以鋼的回火溫（wēn）度-硬度（dù）曲線（xiàn）來表（biǎo）示（shì），硬（yìng）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火時組（zǔ）織變化相聯（lián）係的，它與鋼（gāng）的熱（rè）穩定性共同表征鋼在高溫下的組織穩定性程度，表（biǎo）征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（duàn）裂韌度
熱疲勞抗力表征（zhēng）了材料熱疲勞裂紋萌生前的工作壽（shòu）命和萌生後的擴（kuò）展速率。熱疲勞通常以20℃—750℃條件（jiàn）下反複加熱冷卻時所發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，或當裂紋萌生（shēng）後，擴展量小（xiǎo）、擴展緩慢（màn）。斷裂（liè）韌度則表征了裂紋失穩擴展抗（kàng）力，斷裂韌度高，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（mó）損是熱（rè）作模具主要失效形式之一，正常情（qíng）況下，絕大多數錘鍛模（mó）及壓力機模具（jù）都因磨損而失效。抗熱磨損是對熱作（zuò）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（xiàn）。現在國內已（yǐ）有單位在自製的熱（rè）磨損機上進行（háng）模具熱磨損（sǔn）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，對模具使用壽（shòu）命影響很大。因氧化會加劇模具工作過程中的磨損，導（dǎo）致模具型腔尺寸超差而報廢。氧（yǎng）化還會使模具表麵產生腐蝕溝，成為熱疲勞裂紋起源．加劇模具熱疲勞（láo）裂（liè）紋的萌生。