模具材料的性能是（shì）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（jī）本組織是由馬氏體基體以及在基體上分布著的碳化物和金屬間化合物等（děng）構成。
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，但因各類模具使用條件（jiàn）及所完成的額定工作量指標均不相同，故對模具性（xìng）能要求也不同。又因為不同鋼的化學成分和組織（zhī）對各種性能的影響不同，即（jí）使（shǐ）同一牌號的鋼也不可能同時獲得各種性（xìng）能的最（zuì）佳值，一（yī）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（jù）工作條件及工作定（dìng）額要求選用模具鋼及最佳處（chù）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。
對各類模具鋼提（tí）出的性能要求主要包括：硬度、強度（dù）、塑性和韌性等。
模具的力學性能要求--硬度
硬度表征了鋼對變形（xíng）和（hé）接觸應力的抗力。測硬度的試樣易於製備，車間、試驗室一般都配備有硬度計（jì），因此，硬度是很容易測定的一種性能，而且硬度與強（qiáng）度也有一定關係，可通過硬度強度（dù）換算關係（xì）得到材料硬度值（zhí）。按硬度範圍劃定的模具類（lèi）別，如高硬度（52～60HRC），一般用於冷作（zuò）模具，中等硬度（40～52HRC），一般用於熱作模具。
鋼的硬度與成分和組織均（jun1）有密切關係，通（tōng）過熱處理，可以獲得（dé）很寬的硬度變（biàn）化（huà）範圍。如新型模具鋼012Al和CG－2可分別采用（yòng）低溫（wēn）回火（huǒ）處理後硬度為60～62HRC，采用高溫回火處理後硬度為（wéi）50～52HRC，因此可用來製作硬（yìng）度要求不同的冷、熱作模具。因而這類模具鋼可稱為冷作、熱作兼用型模具鋼。
模（mó）具鋼中除馬氏體基體外，還存在更高硬度的其他相，如碳化物、金屬間化合物等。表l為常見碳化（huà）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
模具鋼的（de）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（hán）碳量取決於奧氏（shì）體化溫度和時間。當（dāng）溫度和時間增加（jiā）時，馬氏體中的含碳量增多馬氏（shì）體硬度會增加（jiā），但淬火加熱（rè）溫度過高會使奧氏體晶粒增大，淬火後（hòu）殘留奧氏（shì）體量增多（duō），又會導致硬度下降。因此（cǐ），為選擇最佳淬火溫度，通常（cháng）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度上與鋼的合金化程度有關，尤其當回火時表現更明顯（xiǎn）。隨回（huí）火溫度的增高，馬氏（shì）體中的含碳量在（zài）減少，但當鋼中合金含量越高（gāo）時，由於（yú）獼散（sàn）的（de）合金碳化物折出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，硬化峰值（zhí）越高。
模（mó）具的力學性能要求--塑性
淬硬的模具（jù）鋼（gāng）塑性（xìng）較差（chà），尤其是冷變形模具鋼，在（zài）很小的塑性變形（xíng）時即發生脆斷（duàn）。衡量模具鋼塑性好壞，通常采用斷（duàn）後伸長率和斷麵收縮率兩個指標表示（shì）
斷後伸長率是指拉伸試樣拉斷以後長度增（zēng）加的相對百分（fèn）數，以（yǐ）δ表示。斷後（hòu）伸長率δ數值越大，表明鋼材塑性越好。熱模鋼的塑性明顯高於冷模鋼。
斷麵收縮率是指拉伸試棒經拉伸變形和拉斷以後，斷裂部（bù）分截麵的縮小量與原始截麵之比，以ψ表示。塑（sù）性材料拉斷（duàn）以後有明（míng）顯的縮頸，所以ψ值（zhí）較（jiào）大。而脆性（xìng）材料拉斷後，截麵幾乎沒有縮小，即沒有縮（suō）頸產生，ψ值很小，說（shuō）明塑性很（hěn）差。
模具的力學性能要（yào）求--韌（rèn）性
韌性是模具鋼的一種重要性能指標，韌性（xìng）決定了材料在（zài）衝擊（jī）試驗力作用（yòng）下對（duì）破（pò）裂的抗斷能力。材料的（de）韌性越高，脆斷的危險性越小，熱疲勞（láo）強度也越高。對於衡量（liàng）模具脆斷傾向，衝（chōng）擊韌度試驗具有重要意義。
衝擊韌度是（shì）指衝擊試樣缺口處截（jié）麵積上的衝擊吸收功，而衝擊吸收功是（shì）指規定形狀和尺寸的試樣在衝擊試驗力一次作用下折斷時所吸收的功。衝擊試驗有夏比U形缺口衝擊試（shì）驗（試樣開成U形（xíng）缺口）、夏比V形缺（quē）口（kǒu）衝擊試驗（試樣開成V形缺口（kǒu））以及艾式衝擊試驗。
影響衝擊韌度的因（yīn）素很多。不同材質的模具鋼衝擊（jī）韌度相差很大，即使同一（yī）種材料，因組織狀態不同、晶粒（lì）大小不同、內應力狀態不同衝擊（jī）韌度也不相同。通常（cháng）是晶粒越粗大，碳化物偏析越嚴重（帶狀、網狀等），馬氏體組織越粗大等都會（huì）促使鋼材（cái）變脆。溫度不同，衝擊（jī）韌度也（yě）不相同。一般（bān）情況是溫度越高衝擊韌度值越高，而有的鋼常溫下韌性（xìng）很（hěn）好，當溫度下降（jiàng）到（dào）零下20～40℃時會變成脆性鋼。
為了提高鋼的韌性，必須采取合理的鍛造及熱處（chù）理工（gōng）藝。鍛造時應使碳化物盡量（liàng）打碎，並減少或消除碳化物偏析，熱處理淬火時防（fáng）止晶粒過於長大，冷卻速（sù）度不要過高，以防（fáng）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（jù）的（de）力學（xué）性（xìng）能要求--特殊性能要（yào）求
由於模具種（zhǒng）類繁多，工作條件差別很大，因此模具的常（cháng）規性能及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條件下（xià）測得的數據也不（bú）一致。所以，除測定材料的常規性能外，還必須根據所模擬的實際工況條件，對模（mó）具使用特性進行測量，並對模具的特殊性能（néng）提出（chū）要求，建立起（qǐ）正確評價模具性能的體係。
對熱作模具必（bì）須測試在高溫條件下（xià）的硬度、強度和衝擊韌度。因為熱作模具是在某一特定溫度下服役，在室溫下測定的性能數據，當溫度升（shēng）高（gāo）時（shí）要發生變化。性（xìng）能（néng）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—定溫度後，硬（yìng）度值反而（ér）會（huì）低於（yú）材料B。那麽，當（dāng）在較高溫度工作條件（jiàn）下要求耐磨性高時，就不能選用A種材料，而需選用室溫下硬度值（zhí）雖較低但隨溫度（dù）上升，硬度下降緩慢（màn）的材料B。
對熱作模具（jù）除要求室主（zhǔ）高溫條件下的硬（yìng）度、強度、韌性外，還要求具有某些特殊性能。
模具的力學性能要求--熱穩（wěn）定（dìng）性
熱穩定性表征鋼（gāng）在受熱過程中保持金相組織和性能的穩（wěn）定能力。通常，鋼的熱穩定（dìng）性用回火保溫4h，硬度（dù）降到45HRC時的最高加（jiā）熱溫度表示。這種方法與材料的原（yuán）始（shǐ）硬度有關（guān），有資料將達到預定（dìng）強度級別的鋼加（jiā）熱，保溫2h，使硬度（dù）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（tā）陷失效的熱作模具，可以根據熱穩定性預測模具的（de）壽命水平。
模具的力學性能要求--回火（huǒ）穩定性
回火穩定性指（zhǐ）隨（suí）回（huí）火溫度升高，材料的強度和硬度下降快慢的程度，也稱回火抗力或抗回火軟化能力。通常以鋼的回火溫度（dù）-硬度曲線來（lái）表示，硬度下降慢則表示（shì）回火穩定性高或回火抗力大。回火穩定性（xìng）也（yě）是與回火時組織變化相聯係的，它與鋼（gāng）的熱穩（wěn）定性共同表征鋼在高溫下的（de）組織穩定性程度，表征模具在高溫下的變形抗力。
模具的力學性能要（yào）求-- 熱疲勞抗力及斷裂韌度
熱疲（pí）勞抗力表征了材料熱疲（pí）勞裂紋（wén）萌生前的工作（zuò）壽命（mìng）和萌生後的擴展（zhǎn）速率。熱疲勞通常以20℃—750℃條件下反複（fù）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（liè）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（wén）萌生後，擴展量小（xiǎo）、擴展緩慢。斷裂韌度則表征了裂紋失穩擴展抗力（lì），斷裂韌度高，則裂紋不易發生失穩擴展。
模具的力學（xué）性能要求-- 高溫磨損與抗氧化性能
高溫磨損是熱作模具主要失效形式之一，正常情況下，絕大多數錘鍛模及壓力機模具都因磨損而失效。抗熱磨損是對熱作模具（jù）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）有單位在自製的熱磨損機上進行模（mó）具熱磨損試驗，收到較理想的試驗效果。
實際使用表明，模（mó）具材料抗氧化性能的優劣，對模具使用壽命影（yǐng）響很大。因氧化會加劇模具工作過程（chéng）中的磨損，導致模具型腔尺寸超差而報廢。氧化還會使（shǐ）模具（jù）表麵產（chǎn）生腐蝕溝，成為熱疲勞裂（liè）紋（wén）起源．加劇模具熱疲勞裂紋的萌生（shēng）。