模具材料的性能是由模具材料（liào）的成（chéng）分和熱處理後的組（zǔ）織所決定的。模具鋼的基本組（zǔ）織是由馬氏體基體以及（jí）在基體（tǐ）上分布著的碳化物和金屬間化（huà）合物等構成。
模具鋼（gāng）的性能（néng）應該滿足某種模具完（wán）成（chéng）額定工作量所具備的性能，但（dàn）因各類模具（jù）使用條件及所完成的額定工作量指標均不相同，故對模具（jù）性（xìng）能要求也（yě）不（bú）同。又因（yīn）為不同鋼的化學成分和組（zǔ）織對各種性能的（de）影響不（bú）同，即使同一牌號的鋼也（yě）不可能同時獲得各種性能的最佳值，一般（bān）某些性能的改善會損失其（qí）他的性能（néng）。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（mó）具鋼及最佳處理工藝，使之（zhī）達到主要性（xìng）能最優，而其（qí）他性能損失最小的目的。
對（duì）各類模（mó）具鋼（gāng）提出的性能要求主要（yào）包括：硬度、強（qiáng）度、塑性和韌性等。
模具的力學性能要求--硬度
硬（yìng）度表征了鋼對變形和接觸應（yīng）力的抗（kàng）力。測硬（yìng）度的試樣易於製（zhì）備，車間、試驗室一般都配備有硬度（dù）計，因此，硬度是很容易測（cè）定的一種性能，而且硬度與強度也有一定（dìng）關係（xì），可通過硬度強度換算關係得到材（cái）料硬度值。按（àn）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，中等硬度（40～52HRC），一般用於（yú）熱作模具。
鋼的（de）硬度與成分（fèn）和組織均有密切（qiē）關係，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（bié）采（cǎi）用低溫（wēn）回（huí）火處理（lǐ）後硬（yìng）度（dù）為60～62HRC，采用高溫回火處理後（hòu）硬度為50～52HRC，因此（cǐ）可用來製作硬度要求不同的（de）冷、熱作模具（jù）。因而這類模具鋼可稱為冷作、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（qí）他相（xiàng），如碳化物、金（jīn）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
馬氏體：ω C 0.4% 約560
馬氏體：ω C 0.6% 約920
馬氏（shì）體：ω C 0.8% 約980
滲碳（tàn）體(Fe 3 C) 850～1100
氮化物 1000～3000
金屬間（jiān）化（huà）合物（wù） 500
模具鋼的硬度主要取決（jué）於馬氏體中溶解的碳（tàn）量（或含氮量），馬氏體中的含碳量取決（jué）於奧氏體化溫度和時間。當溫度和時間增加時，馬氏體中的（de）含碳量增多馬氏體硬度會增加，但淬火加熱溫度過高會使奧氏體晶粒增（zēng）大，淬火後殘留奧氏體量增多，又（yòu）會導致硬度下（xià）降。因此，為選（xuǎn）擇最佳淬火溫度，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（de）含（hán）碳量在一定程度上與鋼的合金化程度有關，尤其當回火時表現更明顯。隨回火溫度的（de）增（zēng）高，馬氏體中的（de）含（hán）碳量在減少，但（dàn）當鋼中合金含量越高時，由於獼散（sàn）的合金碳（tàn）化物折出及殘留奧氏體向馬氏體的（de）轉變，所發生的二次硬化效應越明顯（xiǎn），硬化（huà）峰值越高。
模具的力學性能要（yào）求（qiú）--塑性
淬硬的模具鋼塑性較差，尤其是冷變形模具鋼，在很小的塑性變形時即發生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞，通常采（cǎi）用（yòng）斷後伸長率和（hé）斷麵收（shōu）縮率兩個指（zhǐ）標表示
斷後伸長（zhǎng）率（lǜ）是指拉伸試樣拉斷以後長度增加的（de）相對百分數，以δ表示。斷後伸長率δ數值越大，表明鋼材（cái）塑性越好。熱模鋼的塑性明（míng）顯（xiǎn）高於（yú）冷模鋼。
斷麵收縮（suō）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（xiǎo）量與原始截麵之比，以（yǐ）ψ表示。塑性材料拉斷以後有明顯的縮頸，所以ψ值較（jiào）大。而脆性（xìng）材料拉斷後，截麵幾乎沒（méi）有縮小，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
韌性是模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（pò）裂的抗（kàng）斷能力。材料的韌（rèn）性越（yuè）高，脆斷的（de）危險性越小，熱疲勞（láo）強度也越高。對於衡量模具脆斷傾向，衝擊韌度試驗具有重要意（yì）義（yì）。
衝擊韌度是指衝擊（jī）試樣缺口處截麵積上的衝擊吸收功（gōng），而衝擊吸收功是指規（guī）定形狀（zhuàng）和尺寸的試樣在衝（chōng）擊試（shì）驗力一次作用下折斷（duàn）時所吸收（shōu）的功。衝擊試驗有夏（xià）比U形缺口衝擊試驗（yàn）（試樣開成U形缺口）、夏比V形缺口衝擊試驗（試樣開（kāi）成V形缺口）以及艾式衝擊（jī）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（dà），即使同一種（zhǒng）材料，因組織狀態（tài）不同（tóng）、晶粒大小不同、內應力狀態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（chóng）（帶狀、網狀等），馬氏體（tǐ）組織越粗大等都會（huì）促使鋼材變脆。溫度不（bú）同，衝（chōng）擊韌度也不相同。一般情況是溫度越高衝（chōng）擊韌度值越（yuè）高，而有（yǒu）的鋼常（cháng）溫下韌性很好，當（dāng）溫度（dù）下降到零下20～40℃時會變成脆性鋼。
為了提高鋼的韌性（xìng），必須采（cǎi）取合理的鍛造及熱處理工藝。鍛造時（shí）應使碳化物盡量打碎，並減少或消除碳化物偏析（xī），熱處理淬火時防止晶粒過於（yú）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措施減少內應力。
模具的力學性能要求--特殊性能要求
由於（yú）模具（jù）種類繁（fán）多，工作條件差別很（hěn）大，因此模具的常規性能及（jí）相互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（dìng）條件下測得的數據也不一致。所以，除測定材料的常規性能外，還必須根據所模擬的（de）實際工（gōng）況條件，對模具使（shǐ）用特性進行測量，並對模具的特殊性能提出要求，建立起正確評（píng）價模具性能的體係。
對（duì）熱作模具必須測試在高溫條件（jiàn）下的硬度（dù）、強度和衝擊韌度。因為熱作模具（jù）是在某一特（tè）定溫度下服役，在室溫下（xià）測定的性能數據，當（dāng）溫度升高時要發生變化。性能變化（huà）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（dù）上升，硬度下（xià）降顯著，到達—定溫度後，硬度（dù）值反而會低於材料（liào）B。那麽，當在較高溫度（dù）工（gōng）作條件下要求耐磨性高（gāo）時（shí），就不能（néng）選用A種材料（liào），而需選用室溫（wēn）下硬度值（zhí）雖較低但隨溫度上升，硬度下降緩慢的材料B。
對熱作模具除（chú）要求室主（zhǔ）高溫條件下的硬度、強度、韌性外，還要求具有某些特殊性（xìng）能。
模具的力（lì）學性能要求--熱穩定性
熱穩定性表征鋼在（zài）受熱過程中保持金相組（zǔ）織和性能（néng）的穩定能力。通常，鋼的熱穩定性（xìng）用回火保溫4h，硬度降到45HRC時的最高加（jiā）熱溫度表示。這（zhè）種方法（fǎ）與材料的原始硬度有關（guān），有資料將達到預（yù）定強度級別的鋼加熱，保溫2h，使硬度（dù）降到一般熱鍛模失（shī）效硬度35HRC的最高加熱溫度定為該鋼穩定性指標。對於因耐熱（rè）性（xìng）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（shuǐ）平。
模具的力學性能要求--回火穩定性
回火穩定性指隨回火溫度升（shēng）高，材料的強度和硬度（dù）下降快慢的程度，也稱回火抗力或抗回火軟（ruǎn）化能力。通常以（yǐ）鋼的回火溫度-硬度曲線來（lái）表示，硬度下降（jiàng）慢則表（biǎo）示回火穩定性高或回火（huǒ）抗力大（dà）。回火穩定性也是與回火時（shí）組織變化相聯係的，它（tā）與鋼的熱穩定性共同表（biǎo）征鋼在高溫下的組織穩（wěn）定性程度，表征模（mó）具在高溫下（xià）的變形抗力。
模具的力學性能要求-- 熱疲（pí）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前的工作壽（shòu）命和（hé）萌生後的擴展速率。熱疲（pí）勞通常（cháng）以20℃—750℃條件下反複加熱冷卻時所（suǒ）發生裂紋的循環次數或當循環一定（dìng）次（cì）數（shù）後測定裂紋長度來確（què）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（hòu），擴展（zhǎn）量小、擴展緩慢。斷裂韌度則表征了（le）裂紋失穩擴展抗力，斷裂韌度高，則裂紋（wén）不易發生失穩（wěn）擴展。
模（mó）具的力學性（xìng）能要求-- 高溫磨損與抗氧化性能（néng）
高溫（wēn）磨損是熱作模具主（zhǔ）要失效形式之一，正常情況下，絕（jué）大多數錘鍛（duàn）模及壓力（lì）機模具都因磨損而失效。抗熱磨損是對熱作模具的使用性能的要求，是多種高溫力學性能的綜合（hé）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損試（shì）驗，收到較理想的試驗效果。
實（shí）際使（shǐ）用表明，模具材料抗氧化性能的（de）優劣，對模具使用（yòng）壽（shòu）命影響很（hěn）大。因氧化會加劇模（mó）具工作（zuò）過程（chéng）中的磨損，導致模（mó）具型腔尺寸超差（chà）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．加劇模具熱疲勞裂紋（wén）的萌生。