模（mó）具材料的性能是由模具材（cái）料的成分（fèn）和熱處理後的組織所決（jué）定的。模具鋼的基本組織是由馬氏體（tǐ）基體以及在基體上分布著（zhe）的碳化（huà）物和金屬（shǔ）間化合物等構成。
模具鋼的性能應該滿足某種模具完成（chéng）額（é）定工作量所具備的性能，但因各（gè）類模具使用條件（jiàn）及（jí）所完成的額（é）定工作量指標均不相同，故對模具性能要求也不同。又因（yīn）為不同鋼的化學成分和組織對各種性（xìng）能（néng）的影響不同，即使同一牌號的鋼也不可能同時獲得各種性能的最佳值，一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工作條件及工作定額要求選用模具鋼及最佳處理工藝，使之達到主要性能最優，而其他性能損失最小的目的。
對各類模具鋼提出的性能要求主要包括（kuò）：硬度、強度、塑性和（hé）韌性等。
模具的力（lì）學性（xìng）能要（yào）求--硬度
硬度表（biǎo）征了鋼（gāng）對變（biàn）形和（hé）接觸應力的抗力。測硬度的試樣易於製備（bèi），車間、試驗室一般都配備有硬度（dù）計，因此，硬度是很容易測定的一種性能，而且硬度與強度（dù）也有一定關係，可通過硬度強度換算（suàn）關係得到材料硬度值。按硬度範圍劃定的模具類別，如高硬度（52～60HRC），一般用於冷作模（mó）具，中等硬度（40～52HRC），一般用（yòng）於熱（rè）作模具。
鋼的硬度與（yǔ）成分和組織均有密切關係，通過熱處（chù）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（fèn）別采用低溫回火處理（lǐ）後硬度為60～62HRC，采（cǎi）用高溫回火處理後硬度為50～52HRC，因此可用來製作硬度要求不（bú）同的冷（lěng）、熱作模具。因而這類模具鋼可稱為冷作、熱（rè）作兼用型模具鋼。
模（mó）具鋼中除馬氏（shì）體基體外，還存在更高硬度的其他相，如碳化物、金（jīn）屬間化合物等。表l為常見碳化物（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（mǎ）氏體：ω C 0.4% 約560
馬（mǎ）氏體：ω C 0.6% 約920
馬氏體：ω C 0.8% 約980
滲碳（tàn）體(Fe 3 C) 850～1100
氮化（huà）物 1000～3000
金屬（shǔ）間化合物（wù） 500
模（mó）具鋼的硬度主要取決於馬氏體中溶解的碳量（或含氮量），馬氏（shì）體中（zhōng）的（de）含碳量取（qǔ）決於奧氏體化溫度和（hé）時（shí）間。當溫度和（hé）時間增（zēng）加時（shí），馬氏體中的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（ào）氏體晶粒增大，淬火後（hòu）殘留奧氏體量增多，又會導致硬度下降。因此，為選擇最佳淬火溫（wēn）度，通常要先作出該（gāi）鋼的淬火溫度—晶粒（lì）度—硬度關係曲線。
馬（mǎ）氏體中的（de）含碳量在一定（dìng）程（chéng）度上與鋼（gāng）的合金化（huà）程度有關，尤其當回火時表現更明顯。隨回火溫度的增高，馬（mǎ）氏體中的含碳量（liàng）在減少，但當鋼（gāng）中合金含量越高時，由於獼（mí）散的合金（jīn）碳化物折出及殘留奧氏體向馬氏體的轉變（biàn），所發生的二次硬化效應越明顯，硬化峰值越高。
模具的力學性能要求--塑性
淬硬的模具鋼塑性較差，尤其是冷變形模具鋼，在（zài）很小的（de）塑性變形時即發生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞，通（tōng）常采用斷後伸長率（lǜ）和斷麵收縮率兩個（gè）指標表示
斷後伸長率是指拉伸試樣拉斷以後長度增加的相對百（bǎi）分數，以δ表示。斷後（hòu）伸長率δ數（shù）值越大，表明鋼材塑性越好（hǎo）。熱模鋼的塑性明顯高於冷模（mó）鋼。
斷麵收縮率是指拉伸試棒經拉伸變形和拉（lā）斷以後（hòu），斷裂部分截麵的縮小量與原始截麵之比，以ψ表示。塑性（xìng）材料拉斷以後有明顯的縮頸，所以（yǐ）ψ值較大。而脆性材料拉斷（duàn）後，截麵幾乎沒有縮小，即沒有縮頸產（chǎn）生，ψ值很小，說明塑性很差。
模具的力學（xué）性能要求--韌（rèn）性
韌性是模具鋼的一種重要性能指標（biāo），韌性決定了材料在衝擊試驗力作用下對破裂的抗斷能力。材料的韌性（xìng）越高，脆斷的危險性越小，熱疲勞強度也越高（gāo）。對於衡量模具脆斷傾向，衝（chōng）擊韌度（dù）試驗具有重要意（yì）義。
衝擊韌度是（shì）指衝擊試樣缺口處截麵積（jī）上的衝（chōng）擊吸收功，而衝擊吸收功是指規（guī）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（gōng）。衝擊試驗有夏比U形缺口（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（quē）口）以及艾式衝擊試驗（yàn）。
影響衝擊韌度的因素很多。不同材（cái）質的模具（jù）鋼衝擊韌度相差很大，即（jí）使同一種材料，因組織狀態不同、晶粒大小不同、內應力狀態不同衝擊韌度也不相同。通常是晶粒越粗大，碳化（huà）物偏析越嚴重（帶狀（zhuàng）、網狀等），馬氏體組織越粗大等都會促使鋼材變脆（cuì）。溫度不同，衝擊韌度也不相同。一般情況是溫度越高衝擊韌（rèn）度值越高，而有的鋼常溫下韌性很好，當溫（wēn）度下降到零下20～40℃時會變成脆（cuì）性鋼。
為了提（tí）高（gāo）鋼（gāng）的韌性（xìng），必須采取（qǔ）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（huò）消除碳化物偏析，熱處理淬火時（shí）防止（zhǐ）晶粒過於長大，冷卻速度（dù）不要過高（gāo），以防內應（yīng）力產生。模具使用前或使用過（guò）程中應采取一（yī）些措施減少內應力（lì）。
模具的（de）力學性能要求--特（tè）殊性能（néng）要求
由（yóu）於模具種類繁多，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各（gè）不相同（tóng），而且某種模具（jù）實際性能與試樣在特定條（tiáo）件下測得的數據也（yě）不一致。所以（yǐ），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（jù）使用特性進行測量，並對模具的特殊性（xìng）能提出要求，建立起正確評價模具性能的體係。
對熱作模具必須測試在高溫條件下的硬度、強度和衝擊韌度。因為熱作（zuò）模具是（shì）在某一特定（dìng）溫度下服役，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（xiàng）差（chà）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（shēng），硬度下降顯著，到達—定溫度後，硬（yìng）度值（zhí）反而會低於（yú）材料B。那麽，當（dāng）在較高溫度工作條件下要求耐磨性高時，就不能選用（yòng）A種材（cái）料，而需選用室溫下硬度值雖較低（dī）但隨溫度（dù）上升（shēng），硬度下降緩慢的材料B。
對（duì）熱作模具除要求室主高溫（wēn）條件下的硬度、強度、韌性外，還要求具有某些特殊性能。
模具的力學性能要求--熱穩定性
熱穩定性（xìng）表（biǎo）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（wěn）定性用回火保溫4h，硬度（dù）降到45HRC時的最高加熱溫度表示。這種方法與材（cái）料的原始硬度有關，有資（zī）料將達（dá）到預定強度級別的鋼加熱，保溫2h，使硬度（dù）降到一般熱（rè）鍛模失效硬度（dù）35HRC的最高（gāo）加熱溫度定（dìng）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，可以根據熱穩定性預測模具的壽（shòu）命水平。
模（mó）具的力學性（xìng）能要求--回火穩定性（xìng）
回火穩定性指隨回火溫度升高，材料的強度和（hé）硬度下降快慢的程度，也稱回火抗力或抗回火軟（ruǎn）化能力（lì）。通常（cháng）以鋼的回火溫（wēn）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（wěn）定性也是與回火時組織變化相聯係的，它（tā）與鋼的熱穩定性共同（tóng）表征鋼在高溫下的組織穩定性程（chéng）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裂紋萌生前的（de）工作壽（shòu）命和萌生後的擴展速率。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次數或當循環一定次數後測定裂紋長（zhǎng）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（méng）生後，擴展量小、擴（kuò）展緩慢。斷裂韌度則表征了裂紋失穩擴（kuò）展抗力（lì），斷裂韌度高（gāo），則裂紋不（bú）易發生失穩擴展（zhǎn）。
模具的力學性能要（yào）求-- 高溫磨損與抗氧化性能
高溫磨損是熱作（zuò）模具主要失效形（xíng）式之（zhī）一，正常情況下，絕大多數錘鍛模及壓力機模具都因磨（mó）損而失效。抗熱磨損是對熱作模具的使用性能（néng）的要求，是多種高溫力學性能的綜合體現。現在國內已（yǐ）有單位在自製（zhì）的（de）熱磨損機上（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，模具材料抗（kàng）氧化性能的優劣，對模具使用壽命影（yǐng）響很（hěn）大。因氧化會加劇模具工作過程中的磨損（sǔn），導致模具型腔尺寸超差而報廢。氧化還會使模（mó）具表麵產生腐蝕溝，成為熱疲勞裂（liè）紋起源（yuán）．加劇模具熱疲勞裂紋的萌生。