模具材料（liào）的性能是（shì）由模（mó）具材料的成分和熱處理（lǐ）後的組（zǔ）織所決（jué）定的。模具鋼的基本組織是由（yóu）馬氏（shì）體基（jī）體以及在基體上分布著的碳化物和（hé）金屬間化（huà）合物等構成。
模具鋼的性能應該滿足（zú）某種模具完成額定（dìng）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作（zuò）量指標均不相同，故對模具（jù）性能（néng）要求（qiú）也不同（tóng）。又因為不同鋼（gāng）的化學成分和組織對各種性能（néng）的影響不同，即使同一牌號的鋼也不可能同時獲得各種性能的最佳值，一般某（mǒu）些性能的改善會（huì）損失其他的性能。因而，模具工作者常（cháng）根據模具工作條件及工作定額要求（qiú）選用模具鋼及最佳處理工藝（yì），使之（zhī）達到主要性能最優，而其他（tā）性能損失最小的目的。
對各類模（mó）具鋼提出的（de）性能要求主要（yào）包括：硬度、強（qiáng）度、塑性和韌性等。
模具的力（lì）學性能要求--硬度
硬（yìng）度表征了鋼（gāng）對變形和接觸應力的抗力。測硬度（dù）的試樣易於製備，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（ér）且硬度與強度也有一定關係，可通過硬（yìng）度強度換算關（guān）係得到材料硬度值。按（àn）硬度範圍（wéi）劃定（dìng）的模具類別，如高硬度（52～60HRC），一般用於冷（lěng）作模具，中等硬度（40～52HRC），一般用於熱作模具。
鋼的硬度（dù）與成分和組織均有密切關係，通過熱（rè）處理，可以獲得很寬的硬度變化範圍。如新（xīn）型模具鋼012Al和CG－2可分別采用低溫回火處理後硬度為60～62HRC，采（cǎi）用高（gāo）溫回火處理後硬度為50～52HRC，因此（cǐ）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（chēng）為冷作、熱作兼用型模具鋼。
模具（jù）鋼中（zhōng）除馬氏體基（jī）體外，還存在更高硬度的其他相，如碳化物、金屬間化合物等。表l為（wéi）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（mǎ）氏體（tǐ）：ω C 0.4% 約（yuē）560
馬氏（shì）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
金屬間化合物 500
模具鋼（gāng）的硬度主要取決於馬氏體中溶解的碳量（或含氮量），馬氏（shì）體（tǐ）中的含碳量取決（jué）於奧氏體化溫度和時（shí）間。當溫度（dù）和時間增加時，馬氏體中的含碳量增多馬氏體硬度會增加，但淬火加熱溫度過高會使（shǐ）奧氏體晶粒增大（dà），淬火後殘留奧氏體量增多，又會（huì）導致硬度下降。因此，為選擇（zé）最佳淬火溫（wēn）度，通常要先作出該鋼的淬火溫度—晶粒度（dù）—硬度關係曲線。
馬氏體中的含碳量在一定程度（dù）上與鋼（gāng）的合金化（huà）程度有關，尤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少，但當鋼中合金含量越（yuè）高時，由於獼散的合金碳（tàn）化物折出及殘留（liú）奧氏體向馬氏體的轉變，所發生的二次硬化效應越明顯，硬化峰值（zhí）越高。
模具的力學性能要求--塑性
淬硬的模具鋼塑性較差，尤其是冷變形模具鋼，在很小的（de）塑性變形時（shí）即（jí）發（fā）生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞（huài），通常采用斷後伸長率和（hé）斷麵收縮率兩個指標表示
斷後伸（shēn）長率是指拉伸試樣拉斷以後長（zhǎng）度增加的相對百分數，以δ表示。斷後（hòu）伸長率δ數值越大，表明鋼材塑性越好。熱模鋼的塑性明顯（xiǎn）高於冷模鋼。
斷麵收縮率（lǜ）是（shì）指拉（lā）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。塑性材料拉斷以後有明顯（xiǎn）的縮頸，所以ψ值較大（dà）。而脆性材料拉斷後，截麵幾乎沒有縮小，即沒（méi）有縮頸產生，ψ值很小，說明（míng）塑性很差（chà）。
模（mó）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（jué）定了材料在衝擊試驗力作用（yòng）下對破裂的抗斷能力。材料的韌（rèn）性越高，脆斷的危（wēi）險性（xìng）越小，熱疲勞（láo）強度也越高。對（duì）於衡量模具脆斷傾向，衝（chōng）擊（jī）韌度試（shì）驗具有重要意義。
衝擊韌度是指衝擊試樣缺（quē）口處截麵積上的衝擊吸收功，而衝擊吸（xī）收功是（shì）指規定形（xíng）狀和尺寸（cùn）的試樣在衝擊試驗力一次作用下折斷時所（suǒ）吸收的功。衝擊試驗有夏比U形缺口衝擊試驗（試樣開成U形（xíng）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擊韌度相差很大，即使同一種材料，因（yīn）組（zǔ）織（zhī）狀態（tài）不同、晶粒大小不同、內應力（lì）狀態不同衝擊韌度也不相（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（zhī）越粗大等都會促使鋼材變脆。溫（wēn）度不同（tóng），衝擊韌度也不（bú）相同。一（yī）般情（qíng）況是溫度（dù）越高衝（chōng）擊韌度值越高，而有的鋼常溫下韌性很好，當溫度（dù）下降（jiàng）到零下20～40℃時會（huì）變成脆性鋼。
為了提高鋼的（de）韌性，必須采取合理的鍛造及熱處（chù）理工藝。鍛造時（shí）應使碳化物盡量打碎，並減少或消除碳化物偏析，熱處理淬火時防止晶粒（lì）過於長大，冷卻速度不要過高，以防內應（yīng）力產生。模具使（shǐ）用前或使用過程中應采取一些措施（shī）減少（shǎo）內應力。
模具（jù）的力學性能要求--特殊性能要求
由於模具種類（lèi）繁多，工作條件差別很大，因（yīn）此模具的常規性能及相互（hù）配合要求也各不相同，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（zhì）。所以，除測定材料的常規性能外，還必（bì）須根據所模（mó）擬的實際工況條件（jiàn），對模具使用特性進行測量，並對模具的特殊性能（néng）提出要求，建立起正確評價模具性能的體係（xì）。
對（duì）熱作模具必須測（cè）試（shì）在高溫條件下（xià）的硬（yìng）度（dù）、強（qiáng）度和衝擊韌度。因為熱作（zuò）模具是在某一特定溫度下服役，在室溫下測定的性能（néng）數據，當溫度升高時要發生變化。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（wēn）度後，硬度值反而會低於材料B。那麽，當在較高溫度工作條件下要求耐磨性高時，就（jiù）不能選用A種材料，而需選用室溫下硬度值雖較低但隨溫度上升，硬度下降緩慢的（de）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，還要求具有某（mǒu）些特殊性能。
模具的力學性能要求--熱穩定性
熱（rè）穩定性（xìng）表（biǎo）征鋼在（zài）受熱過程（chéng）中保持金相組織和性能的穩定能（néng）力。通常（cháng），鋼的熱穩定（dìng）性用回（huí）火（huǒ）保溫4h，硬（yìng）度降到45HRC時的最高加熱溫度表示。這種方（fāng）法與材（cái）料的原始硬（yìng）度有關，有資料將達到預（yù）定強度級別（bié）的鋼加熱，保溫2h，使硬度降到一般（bān）熱（rè）鍛模失效硬（yìng）度35HRC的最高加（jiā）熱溫度定（dìng）為該鋼穩定性指標。對於因（yīn）耐熱（rè）性不足而堆積塌陷失效的熱作模具，可以根據熱穩定性預測模具的壽命水平。
模具的力學性（xìng）能（néng）要求（qiú）--回火穩（wěn）定性
回火穩定性指隨回火溫度升高，材料的強度和硬度下降快慢的程度（dù），也稱回火抗力或抗回火軟（ruǎn）化能力。通常以鋼的回火溫度-硬度曲線來表示，硬度下降慢則表（biǎo）示回火穩定性高或回火抗力大（dà）。回（huí）火穩定（dìng）性也是與回火時組織變化相聯係的（de），它與鋼的（de）熱穩（wěn）定性共同表征鋼（gāng）在高溫下的組織（zhī）穩（wěn）定性程度，表征模具在高溫下的變形抗力。
模具的力學性（xìng）能要求-- 熱（rè）疲勞抗力及斷裂韌（rèn）度
熱疲勞抗力表征了材料熱疲勞裂紋萌生前的（de）工作壽命和萌生後的擴展速率。熱疲勞通常（cháng）以20℃—750℃條件下反複加熱冷卻時所發生裂紋的循環（huán）次數或（huò）當（dāng）循環一定次數後測定裂（liè）紋長度來確定（dìng）。熱疲勞抗力高的（de）材料不易（yì）發生熱疲勞裂紋，或當裂紋萌生後，擴展量（liàng）小、擴展（zhǎn）緩慢。斷裂韌（rèn）度則表征（zhēng）了裂紋失穩擴展（zhǎn）抗力，斷裂韌度高，則裂紋不易發生失（shī）穩擴展。
模具的力學性（xìng）能要求-- 高溫磨損與抗氧化性能
高（gāo）溫磨損是熱作模具主（zhǔ）要失效形式之一，正常情況下，絕大多數錘鍛模及壓力機模具都因磨損而（ér）失效。抗熱磨損是對（duì）熱（rè）作模具的使（shǐ）用性能的要求，是多種高（gāo）溫（wēn）力（lì）學性能（néng）的綜合體（tǐ）現。現在國內已有單位在自製的熱（rè）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（jì）使用表明，模具材料抗氧化性能的優劣，對模具使用壽命影響很大。因氧化會加（jiā）劇模具工作過程中的磨損，導致模具型腔尺寸（cùn）超差而報廢。氧化還會使模具表麵產生腐蝕溝，成為熱疲勞裂紋起源．加劇（jù）模具熱疲勞裂紋的萌生。