模具材料（liào）的性能是由（yóu）模具材料的成分和熱處（chù）理後的組織所決定的。模具鋼的基本組織是由馬氏體基體以及在基體上分（fèn）布著的碳（tàn）化物和金屬間化合物等構成。
模具鋼的性能（néng）應該滿（mǎn）足（zú）某種（zhǒng）模具完成額定工（gōng）作（zuò）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量指標均不相同，故對模具性能要求也不同。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，即使同一牌號的鋼（gāng）也不可能同時獲得各種性能的最（zuì）佳值，一般某些性能的改善會損失其他的性能（néng）。因而，模具（jù）工作者常根（gēn）據模具工（gōng）作條（tiáo）件及工作定額要求選（xuǎn）用模具鋼及最佳處理（lǐ）工藝，使之達到主要性（xìng）能最優，而其他性能損失最小（xiǎo）的目的。
對各類模具鋼提出的性能（néng）要求主要包括：硬度、強度、塑性和韌性（xìng）等。
模具的力學性能要求--硬度
硬度表征了鋼對變形和接觸應（yīng）力的抗力。測硬度的試樣易於製備，車間、試驗室一（yī）般都（dōu）配備有（yǒu）硬度計，因此，硬度是很容易測定的一種（zhǒng）性能，而且硬度與（yǔ）強度也有一定關係，可通過硬度強度換（huàn）算關係（xì）得到材料硬度值。按硬（yìng）度（dù）範圍劃定的模（mó）具類別，如高硬度（52～60HRC），一般用於冷作模具，中等硬度（40～52HRC），一般用於熱作模（mó）具。
鋼的硬度（dù）與成分和組織均有密切關係（xì），通過熱（rè）處理，可以獲得很寬的硬度變化範圍。如新型（xíng）模具鋼（gāng）012Al和CG－2可分別（bié）采用低溫回火處理後（hòu）硬度為60～62HRC，采用高（gāo）溫（wēn）回火處理後硬度為50～52HRC，因此可用來製（zhì）作硬度要（yào）求不同的冷、熱作模具。因而這（zhè）類模具鋼可稱為冷作、熱作兼用型模（mó）具鋼（gāng）。
模具鋼中除馬氏體基體外（wài），還（hái）存在更高（gāo）硬度的其他相，如碳化物、金屬間化合（hé）物等（děng）。表l為常見碳化物及合金相（xiàng）的硬（yìng）度值。
相 硬度HV
鐵素體（tǐ） 約100
馬氏體：ω C 0.2% 約530
馬氏體：ω C 0.4% 約560
馬氏體（tǐ）：ω C 0.6% 約920
馬氏體：ω C 0.8% 約980
滲（shèn）碳體(Fe 3 C) 850～1100
氮化物 1000～3000
金屬間化合（hé）物（wù） 500
模具鋼（gāng）的硬度（dù）主要取決於（yú）馬氏體中溶解的碳量（或含氮量），馬氏體中的含碳量取決於（yú）奧氏體化溫度和時間（jiān）。當溫（wēn）度和時間增加（jiā）時，馬氏（shì）體中的含碳量增多（duō）馬氏體硬度會增加，但淬火加熱溫度過高會使奧氏（shì）體晶（jīng）粒增大，淬火後殘留奧氏體量增多，又會導致硬度下降。因此，為（wéi）選擇最（zuì）佳淬火溫度，通常要先作出該鋼的淬火溫度—晶（jīng）粒度—硬度關係曲線。
馬氏體中（zhōng）的含碳量在一定程度（dù）上與鋼的合金（jīn）化程（chéng）度有關（guān），尤其當（dāng）回火時表現更（gèng）明顯。隨（suí）回火溫度的增高，馬氏體（tǐ）中的含碳量在減少，但當鋼中合金含量越高時，由於獼散的合金碳化（huà）物折出及殘留奧氏（shì）體向馬氏體的（de）轉變，所發生的二次硬化效應越明（míng）顯，硬化峰（fēng）值越高。
模具的力學性能要求--塑性
淬硬的模（mó）具鋼塑性較差，尤其是冷變形模具（jù）鋼，在很小的塑性變（biàn）形時即發生脆斷。衡量（liàng）模具鋼塑性好壞，通常采用（yòng）斷後伸長率和斷麵收縮率（lǜ）兩個指標表（biǎo）示
斷後伸長率是指拉伸試樣拉斷以後長度增加的相對百分數（shù），以δ表示。斷後伸長（zhǎng）率δ數值越大，表明鋼材塑性越好（hǎo）。熱模鋼的塑性明顯高（gāo）於冷模鋼。
斷麵收縮率是指拉伸試棒經（jīng）拉（lā）伸變形和拉斷以（yǐ）後，斷裂部分截麵的縮小量與原始截麵之比，以（yǐ）ψ表示。塑性材料拉斷以後有明顯的縮頸（jǐng），所以ψ值較大。而脆性（xìng）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（zhǐ）標，韌性決定（dìng）了材料在衝擊試驗（yàn）力作用下對（duì）破裂的抗斷能力。材料的韌性越高，脆斷的危險性越小，熱疲勞強度也越高。對於衡（héng）量模具脆斷傾（qīng）向，衝擊韌度試驗具有重要（yào）意義。
衝擊韌度是指衝擊試樣缺口處截麵積上的衝擊吸收功，而衝擊吸收功是指規定形狀和（hé）尺寸的試樣在衝擊試（shì）驗力一次作用下折斷時所吸收的功。衝擊試驗有夏比U形缺口衝擊試驗（試樣開成U形（xíng）缺（quē）口）、夏比V形缺口衝擊試驗（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（yīn）素很多。不（bú）同材質的（de）模具鋼衝擊韌度相差很大，即使同一種材料，因組織狀態不同、晶粒（lì）大小不同、內應力狀態不同衝擊韌度也不相（xiàng）同。通常是晶（jīng）粒越粗大，碳化物偏析越嚴重（帶狀、網狀（zhuàng）等），馬氏體（tǐ）組織越粗大等（děng）都會促使鋼材變脆。溫度不（bú）同，衝擊韌度也不相同。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，當溫度下（xià）降（jiàng）到零下20～40℃時會變成（chéng）脆性鋼。
為了提高鋼的韌性，必須采取合理的（de）鍛造及熱處理工藝（yì）。鍛造時應（yīng）使碳化物盡量（liàng）打（dǎ）碎，並減少或消除（chú）碳化物偏（piān）析，熱處理淬火時防止晶粒過於長大，冷卻速度不要過高，以防內應力產生。模具使用前或使用過程中應采取一些措施減少內應力。
模具（jù）的力學性能要求--特（tè）殊性能要求
由（yóu）於模具種類（lèi）繁多，工作條件差別很大，因此模具的常規性能（néng）及相互配合要求也各（gè）不相（xiàng）同，而（ér）且某種模具實際性（xìng）能與試（shì）樣在（zài）特定條（tiáo）件下測（cè）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實際工況條件（jiàn），對模具使用（yòng）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（xìng）能的體係。
對熱作模具必須（xū）測試在高溫條件下的硬度、強度和衝擊韌度。因為熱作模具是在（zài）某一特定（dìng）溫度下服（fú）役，在室溫下測定的性能數據，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（shàng）升，硬度下降顯著，到達—定溫度後（hòu），硬度值（zhí）反而會低於材（cái）料B。那麽，當在較高溫度工作條件下要求耐磨性高時，就不能選用A種材料，而需選用（yòng）室溫下硬度值（zhí）雖較低但隨溫度上升，硬度下降緩（huǎn）慢的材料B。
對熱作模具除要求室主高溫（wēn）條件下的硬度、強度、韌性外，還要求具有（yǒu）某些特殊性能（néng）。
模具的力學性能要求--熱穩定性
熱穩定（dìng）性表征鋼在受熱過程中保持金相組織和性能的穩定能力。通常，鋼的熱穩定性（xìng）用回火保溫4h，硬度降到45HRC時的最高加熱溫度表示。這種方法與材料的原始硬度有關，有資料將達到預定強度級別（bié）的鋼加熱，保溫2h，使硬度降到一般熱（rè）鍛模（mó）失效硬度35HRC的最高加熱溫（wēn）度（dù）定為該鋼穩定（dìng）性指標。對於因耐熱性不足而堆積塌陷失效的熱作模具，可以根據熱穩（wěn）定性預測模具的壽命水平。
模具的力學性能要求--回火穩定性
回火穩定性指隨回火（huǒ）溫度升（shēng）高，材料的（de）強度和硬度下（xià）降快慢的程（chéng）度，也稱回火抗力或抗回火軟化能（néng）力。通常以鋼的（de）回（huí）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。回火穩定性也是與回（huí）火時組織（zhī）變化相聯係的，它與鋼（gāng）的熱穩定性共同表征鋼在高溫下的組織穩定性程度，表征模具在高溫下的變形抗力。
模具的力學性能要求-- 熱疲勞抗力及斷裂韌度
熱疲勞抗力表征了材料熱疲勞（láo）裂紋萌生前的（de）工作壽命和萌生後的擴展速率。熱疲勞通常以20℃—750℃條（tiáo）件下反複加熱冷卻時所（suǒ）發生裂紋的循環次數或（huò）當循環一（yī）定次（cì）數後測定裂紋長度來確定。熱疲勞抗力高的（de）材料不易發生熱（rè）疲勞裂紋，或當裂（liè）紋萌生後，擴展（zhǎn）量小（xiǎo）、擴（kuò）展緩慢。斷裂（liè）韌度則表征了裂（liè）紋失（shī）穩擴展抗力，斷裂韌度高，則裂紋不易發生（shēng）失（shī）穩擴（kuò）展。
模具的力學性能要求-- 高溫磨損與抗氧（yǎng）化性（xìng）能
高溫磨損是熱作模具主要（yào）失效形式之一，正常情況（kuàng）下（xià），絕大多數錘鍛模及壓力機模具都因磨損而失效（xiào）。抗熱磨損是對熱作模具的使用性（xìng）能的要求，是多種高（gāo）溫力學性能的綜合（hé）體現。現在國內已有單位在自製的熱磨損機上（shàng）進行模（mó）具熱磨損試驗（yàn），收到較理想的試驗效果。
實際使用表明，模具材料（liào）抗氧化性能的優劣，對模具使用壽命影響很大。因氧化會加劇模具工作（zuò）過程中的磨（mó）損（sǔn），導致模具（jù）型腔尺寸超差而報廢（fèi）。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的萌（méng）生。