模具材料的性（xìng）能（néng）是由模具材（cái）料的成分和（hé）熱處理（lǐ）後的組織所（suǒ）決定的（de）。模具鋼的（de）基本組織是由馬氏體（tǐ）基（jī）體以及在（zài）基（jī）體上（shàng）分布著的（de）碳化物（wù）和（hé）金（jīn）屬間化合物等構成（chéng）。
模具鋼的性能應該滿足某種（zhǒng）模具完成（chéng）額定工（gōng）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（gōng）作量指標均不相同，故（gù）對模具性能要求（qiú）也不同。又（yòu）因為不同鋼的化學（xué）成分和組織對各種性能的影響不同，即使同一牌號的鋼也不可能同時獲（huò）得（dé）各種性（xìng）能的最佳值，一般某些性能的改善會損（sǔn）失其他的（de）性能。因而，模具工作者常根據模具工作條（tiáo）件及工作定額要求選用模具鋼及最佳處理工藝（yì），使之達到主要性能最優，而其他性能損失最小的目的。
對各類模具鋼（gāng）提出的性能要求主要包括：硬度、強（qiáng）度、塑性和韌性等。
模具的力學（xué）性能要求--硬度
硬度表征（zhēng）了鋼對變形和接（jiē）觸應力的（de）抗（kàng）力。測硬度（dù）的試樣（yàng）易（yì）於製備，車間、試驗室一般都配備有硬度計，因（yīn）此，硬度是很容易測定（dìng）的一種性能，而且硬度與強度也（yě）有（yǒu）一定關係，可通過硬度強度換算關係得（dé）到材料硬度值。按硬度範圍劃定的模具類別，如高硬度（52～60HRC），一般（bān）用於冷作模具，中等（děng）硬度（40～52HRC），一（yī）般用於（yú）熱作模具。
鋼的硬度（dù）與成分和組織均有密切關係，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可分別采用低溫回火處理後硬度為60～62HRC，采用（yòng）高溫回火處理後硬度為50～52HRC，因（yīn）此可用來製作硬度要求不同的冷（lěng）、熱作模具。因而這類模具鋼可（kě）稱為冷作、熱作兼用型模具鋼（gāng）。
模具鋼中除馬氏體基體（tǐ）外，還存在更高硬（yìng）度的其他相，如碳化物、金屬間化合物等。表l為常見碳化物及合金（jīn）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（mó）具（jù）鋼的硬度主要取（qǔ）決於馬氏體中溶解的碳量（或含氮量），馬氏體中的含（hán）碳量取決於奧氏體化溫度和時間。當溫度和時間增加時，馬氏體（tǐ）中的含碳（tàn）量增多馬氏體硬度會增加，但淬火（huǒ）加熱溫度過高會使奧氏（shì）體晶粒增大（dà），淬火後殘留（liú）奧氏體量增多，又會導致硬度下降（jiàng）。因此，為選擇最佳淬火（huǒ）溫度，通常要先作出該鋼的淬火溫度—晶粒度—硬度關係曲線。
馬氏體中的含碳量（liàng）在一定（dìng）程度上與鋼的合金化程度有關，尤其當回火時（shí）表現更明顯（xiǎn）。隨回火溫度的增高，馬氏體中的含碳（tàn）量在減少，但當鋼（gāng）中合金含量越（yuè）高時，由於獼散的合金（jīn）碳化物（wù）折出及殘留奧氏體向馬氏體的轉變，所發生的二次硬化效（xiào）應越明顯，硬化峰值（zhí）越（yuè）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（mó）具鋼，在很小的塑性（xìng）變形時即發生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞，通常采用斷後伸長率和斷麵收縮率兩個（gè）指標表示
斷後伸長率（lǜ）是指拉伸試樣拉斷以後長度增加的相對百分數，以δ表示。斷後伸（shēn）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（suō）率是指（zhǐ）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（shǐ）截麵之（zhī）比，以ψ表（biǎo）示。塑性材料拉斷以後有明顯的（de）縮頸，所以ψ值較大。而脆性材料拉斷後，截麵幾（jǐ）乎沒有縮小，即沒有縮（suō）頸產生，ψ值很小，說（shuō）明塑性很差。
模具的力學性能要求--韌性
韌性（xìng）是模具鋼的一種重要（yào）性能指標，韌性決定了材料在衝（chōng）擊試驗力作（zuò）用下對破（pò）裂的抗斷能力。材料的韌（rèn）性越高，脆斷（duàn）的危險（xiǎn）性越小，熱（rè）疲勞強度也越高。對於衡量（liàng）模具脆斷傾向，衝擊韌度試驗具有（yǒu）重要意義。
衝擊韌度是指衝擊（jī）試樣缺口處（chù）截麵積上的衝擊吸收功（gōng），而衝擊吸收功是指規（guī）定（dìng）形狀和尺寸的試樣在衝（chōng）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（shì）驗（試樣開成U形缺口）、夏比V形缺口衝（chōng）擊試驗（試樣（yàng）開成V形缺口）以及艾式衝擊試驗。
影響衝擊韌度的因素（sù）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）組織狀態不同、晶粒（lì）大小不同、內應力狀態不同衝擊韌度也不相同。通常是晶粒越粗大（dà），碳（tàn）化（huà）物偏（piān）析越嚴重（帶狀、網狀等），馬氏體組織越（yuè）粗大等都會（huì）促使鋼材變脆。溫度不（bú）同，衝擊（jī）韌度（dù）也不（bú）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）溫度下降到零下（xià）20～40℃時（shí）會變成脆（cuì）性鋼。
為（wéi）了提高（gāo）鋼的（de）韌性，必須（xū）采取合理的鍛造及（jí）熱處理工藝。鍛造時應使碳（tàn）化物盡量打碎，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，冷卻速度不要過高，以防內應力產生。模具使用（yòng）前或使用過程（chéng）中（zhōng）應采取一些措施減少內應力。
模（mó）具的力學性（xìng）能要求--特殊性能（néng）要求
由於模具種類繁多，工（gōng）作條件（jiàn）差別很大，因此模（mó）具的常規性能及相互配合要求也各不相同，而且某種模具實際性能與試（shì）樣在特定條件下測得的數據也不一致。所（suǒ）以，除測定材（cái）料的常規（guī）性能外，還必須根（gēn）據所模擬的實際工況條件，對模具（jù）使用特（tè）性進行測量（liàng），並對模具的特殊性能提出要求，建立起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的（de）硬度、強度和衝擊韌度。因為熱作模具是在某一特定溫（wēn）度下服役，在室溫下測定的性能數據（jù），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（zài）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，硬度值反而（ér）會低於材料（liào）B。那麽，當在較高溫度工作條件下要求耐磨性高時，就不能選（xuǎn）用A種材料，而需選用室溫下硬度值（zhí）雖較低但隨溫度上升，硬度下降緩慢的材料（liào）B。
對熱作模具除要求室主高（gāo）溫條件下的硬度、強度、韌性（xìng）外，還要求具（jù）有某些特殊性（xìng）能。
模具的力學性能要求--熱穩定性
熱穩定性表征鋼在受熱（rè）過程中保持（chí）金相組織和性能的穩定能（néng）力。通常，鋼的熱穩定（dìng）性用（yòng）回（huí）火保溫4h，硬度降到45HRC時的（de）最高（gāo）加熱溫度表示（shì）。這種方法（fǎ）與材料的原始（shǐ）硬度有關，有資（zī）料將達到預定強（qiáng）度級別的鋼加（jiā）熱，保溫（wēn）2h，使硬度降到一般熱鍛模失效（xiào）硬度35HRC的最（zuì）高加熱溫度定為該鋼穩（wěn）定性指（zhǐ）標。對於因（yīn）耐熱性不足而堆積塌陷失效的熱作模具，可以根據（jù）熱（rè）穩定（dìng）性預（yù）測模具的壽命水平。
模具的力學性能（néng）要（yào）求--回（huí）火穩定性
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（de）程度，也稱回火抗力或抗回火（huǒ）軟化能力。通常以鋼的回（huí）火溫度-硬度曲線來表示，硬度下降慢則表示回火穩定性高或回（huí）火抗力大。回（huí）火穩（wěn）定（dìng）性也是與回火時組織變化（huà）相聯係的，它與鋼的熱（rè）穩定性共同表征（zhēng）鋼在（zài）高溫下的組織穩定（dìng）性程度，表征模具在高溫下的變（biàn）形抗力。
模具的力（lì）學性能要（yào）求-- 熱疲勞（láo）抗（kàng）力及斷裂韌度
熱疲勞抗力表征了（le）材料熱疲勞裂紋萌生（shēng）前的工作壽命（mìng）和萌生後的擴展速率。熱疲勞通常以（yǐ）20℃—750℃條件下反複加熱冷卻時所發生裂紋（wén）的循環次數或（huò）當循（xún）環一定（dìng）次數後（hòu）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，或當裂紋萌生後，擴展量小、擴展緩慢。斷裂韌度則表征了裂紋失穩擴展抗力，斷裂韌度高，則（zé）裂紋不易發（fā）生失穩擴（kuò）展。
模具的力學性能要（yào）求-- 高溫磨損與抗氧化性能
高溫磨損是熱（rè）作模具主要失效形式之一，正（zhèng）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（duō）種高溫力學性（xìng）能的（de）綜合體現。現（xiàn）在國內已有（yǒu）單位在自（zì）製的熱磨損機上進行模具熱磨損試驗，收到較理想的試驗效果。
實際使用表（biǎo）明（míng），模（mó）具材（cái）料抗氧化（huà）性（xìng）能的優劣，對模具使用（yòng）壽命影響很大。因氧化會加劇模具工作過程中的磨損，導致模具型腔尺寸超差而報廢。氧化還會使模具表（biǎo）麵產生腐蝕溝，成為熱疲勞裂紋起源．加劇模具熱疲勞裂紋的萌（méng）生。