模具材料的性能是由模具材料的成（chéng）分和熱處理後的組織所決定的。模具鋼的基本（běn）組（zǔ）織是由馬氏體基體以（yǐ）及在基體上分布著的碳化物和金（jīn）屬間化合（hé）物（wù）等（děng）構成。
模具（jù）鋼的性能應該滿足某（mǒu）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（tiáo）件及所完（wán）成的額定（dìng）工作量指標均不相（xiàng）同，故對模（mó）具性能要求也不同。又因為不同鋼的化學成分和（hé）組織對各種性能的影響不同，即使同一牌號的鋼也不可能（néng）同時（shí）獲（huò）得各種性能的最佳值（zhí），一般某些性能的（de）改善會損失其他的性（xìng）能。因而，模具工（gōng）作者常根據模具工作條件及工作定（dìng）額要求選（xuǎn）用模具鋼及（jí）最佳處理工藝，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（yào）求主要包括：硬度、強度、塑性和韌性等。
模（mó）具的力學性能（néng）要求--硬（yìng）度
硬度表征了鋼對變（biàn）形和接觸應力的抗力。測硬度的試樣易於製（zhì）備，車間（jiān）、試驗室一（yī）般都配（pèi）備有（yǒu）硬度計，因此，硬度是很容易（yì）測定的一種性能（néng），而且硬度與強度也有一定關（guān）係（xì），可通過硬度強度（dù）換算關係得到材料硬度值。按硬度範圍劃定的（de）模具類別，如高（gāo）硬度（dù）（52～60HRC），一般用於冷作模具，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有密切關係，通過熱處理，可以獲得很寬的硬度變化範圍（wéi）。如新型模具鋼012Al和CG－2可分別采（cǎi）用低溫回（huí）火處理後硬度為60～62HRC，采用高溫回火處理後硬度為（wéi）50～52HRC，因此可（kě）用（yòng）來製作（zuò）硬度要求不（bú）同的冷、熱作模（mó）具。因而這類模具鋼可稱為冷（lěng）作（zuò）、熱作兼用型模具鋼。
模具鋼中除馬氏體（tǐ）基體外（wài），還存在更（gèng）高（gāo）硬度的其他相，如碳化物（wù）、金屬間化合物等。表l為常（cháng）見碳化物（wù）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（wù） 1000～3000
金屬間化合物（wù） 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），馬氏體中的含碳量取決於奧氏體化溫度和時（shí）間。當溫度和時間增加時，馬氏體中的含碳量增多馬氏體硬度會增加，但（dàn）淬火加熱溫度過高會使奧氏體晶粒增大，淬火後殘留奧氏體量增多，又會（huì）導致（zhì）硬度（dù）下降。因此，為選擇最佳淬火溫（wēn）度，通常要（yào）先作出該鋼的淬火溫度—晶粒度—硬度關係曲線（xiàn）。
馬氏體中的含（hán）碳量在一（yī）定程度上與鋼的合金化程度有關，尤其當回火時表現更明（míng）顯。隨回火溫度的增高（gāo），馬氏（shì）體中的含碳量在（zài）減少，但當鋼中合金含量越高時，由於獼散（sàn）的合金碳化物（wù）折出及殘留奧氏體向馬氏體的轉變，所發生（shēng）的二次硬化效應越明顯，硬（yìng）化峰值越高。
模具（jù）的（de）力學性能要求（qiú）--塑性
淬硬的模具鋼塑性較（jiào）差，尤其是冷變形模（mó）具鋼，在很小的塑性變形（xíng）時即發生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞，通常（cháng）采用斷後伸長率和斷麵收縮（suō）率（lǜ）兩個指標表示
斷後伸長率是指拉伸試樣拉（lā）斷以後長度（dù）增加的相對百分數，以（yǐ）δ表示。斷後伸長率δ數值越大，表明鋼材塑性越好（hǎo）。熱模鋼的塑性明（míng）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，斷裂部分截麵的縮小量與原始截麵之比，以ψ表示。塑（sù）性材（cái）料拉斷以後有明顯（xiǎn）的縮頸，所以（yǐ）ψ值較大。而脆性材料拉斷後，截麵幾乎沒有（yǒu）縮小，即沒有縮頸產生，ψ值很小，說明塑（sù）性很（hěn）差。
模具的力學性能要求--韌性（xìng）
韌性是模具鋼的（de）一種重要性能指標，韌性決定了材料在衝擊（jī）試驗力（lì）作用下對破裂的抗斷（duàn）能（néng）力。材料的韌性越高，脆斷的危險性（xìng）越小，熱疲勞強度也越（yuè）高。對於衡量模具脆斷傾向，衝擊韌（rèn）度（dù）試驗（yàn）具有重（chóng）要意義。
衝擊（jī）韌度（dù）是（shì）指衝（chōng）擊試樣缺口處截麵積上（shàng）的衝擊吸收功，而衝擊吸收功是指規定形狀和尺寸的試樣在（zài）衝擊試驗力一次作用下折（shé）斷時所吸收的功。衝擊試驗有夏比U形（xíng）缺口（kǒu）衝擊試驗（試樣開成U形缺口）、夏比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（rèn）度的因（yīn）素很多（duō）。不同材質的模具鋼衝擊韌度相差很大，即使同一（yī）種材料，因組織（zhī）狀態（tài）不同、晶粒大小不同、內應力狀態不同衝擊（jī）韌度也不相同。通常是晶粒越粗大，碳化物偏析越（yuè）嚴重（帶狀、網狀等），馬氏體組織越粗大等都會促使鋼材（cái）變脆。溫度不同，衝擊韌度（dù）也不相同。一般情況是溫度越高衝擊韌度值越高，而有（yǒu）的（de）鋼常溫下韌性很好，當溫度下降到零下20～40℃時會變成脆（cuì）性鋼。
為了提（tí）高鋼的韌（rèn）性（xìng），必須采取合理的鍛造及熱處理工藝。鍛造時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過於長大，冷卻速（sù）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（yīng）力。
模具的力學性能要求--特殊性能要求
由於模（mó）具種類繁多，工作條件差別很大，因此模具的常規性能及相互配合要求也（yě）各不相同，而且（qiě）某（mǒu）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。所以，除測定材料的常規性能外，還必須根據所（suǒ）模擬的實際工（gōng）況條件，對模具使用特性進行測量（liàng），並對模具的特殊性能提出要（yào）求，建立起正確（què）評價模具性能的體係。
對熱作模具必須測試在高溫條件下的硬（yìng）度、強度和衝擊韌度。因為熱作模具是在某一特定溫度下服（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（lǜ）相差（chà）也很大，如A種材料在室溫下硬度雖比材料B高，但隨（suí）溫度上（shàng）升，硬度下降顯著，到達—定溫度後，硬度值反而會低於材料B。那麽（me），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，而需選用室溫下硬度值雖較低但隨溫度上升，硬度下降緩慢的材料B。
對熱作模具（jù）除要求室主（zhǔ）高溫條件下的硬度、強度、韌性外，還要求具有某些特殊性能。
模具的力學性能要求--熱穩定（dìng）性
熱穩定性表征鋼在受熱過程中保持金相組織和性能（néng）的穩定能力（lì）。通常（cháng），鋼的熱穩（wěn）定性用回火保溫4h，硬度降（jiàng）到45HRC時的最高加熱溫度（dù）表示。這種（zhǒng）方（fāng）法與材料的原始（shǐ）硬度有關，有資（zī）料將達到預定強（qiáng）度級別的鋼加熱，保溫2h，使硬度降到一般熱（rè）鍛模失效硬（yìng）度35HRC的最高加熱溫度定為該鋼穩定性指標。對於因耐熱性不足而堆積塌陷失效的熱作模具，可以（yǐ）根據（jù）熱穩（wěn）定性預測模具的壽命水平。
模具的力學性能要求（qiú）--回火穩定性
回火穩定性指隨回火溫度升（shēng）高，材（cái）料的強度和硬度下降快慢的程度，也稱回（huí）火抗力或抗回火軟化能力。通（tōng）常以鋼的回火溫度-硬度曲線來表示，硬度下降慢則表示回火穩定性高或回火抗力大。回火穩定性也是（shì）與回火時組織變化相聯係的，它與鋼的熱穩定性共同表征鋼在高溫（wēn）下的組織穩定性程度，表（biǎo）征（zhēng）模具在高溫（wēn）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（pí）勞抗力表征了材料熱疲勞裂紋萌生前的工作壽命和（hé）萌（méng）生後的擴展速率。熱疲勞通常以20℃—750℃條件下反複加熱冷卻時所發生裂紋的循環（huán）次數或當循環一定次數後測定（dìng）裂紋長度來確定。熱疲（pí）勞抗力高的材料不易發生熱疲勞裂紋，或當裂紋萌生後，擴（kuò）展量小、擴展緩慢。斷裂韌度則表征了裂紋失穩擴展抗力（lì），斷裂韌（rèn）度高（gāo），則裂紋不易發生（shēng）失穩擴展。
模具的力學性能要求-- 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，正常（cháng）情況下，絕大多數（shù）錘鍛模及壓力機模具都因磨損而失效。抗（kàng）熱磨損是對熱作模（mó）具的使用性能的要求，是多種高溫力學性能的綜合體現。現在國內（nèi）已有單位在自製的熱磨（mó）損機（jī）上（shàng）進行模具熱磨損試驗，收到較理想的試驗效果。
實際使用表明，模具材（cái）料抗氧化性能的優劣，對模具使用壽命（mìng）影響很大。因氧化會加劇模具工作過程（chéng）中的磨損（sǔn），導致（zhì）模具（jù）型腔尺寸超差而報廢。氧化還會使模具表麵產生腐蝕溝，成為熱疲（pí）勞（láo）裂（liè）紋起源．加劇模具（jù）熱疲勞裂紋的萌（méng）生。