模具（jù）材料的性能是由模具材料（liào）的成（chéng）分和熱處理後的組織所決定的。模具鋼的基本組織是由馬（mǎ）氏體基體以及在基體上（shàng）分布著的碳化物和金屬間化合（hé）物等構（gòu）成（chéng）。
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（néng），但因各類（lèi）模具使用條件（jiàn）及所完成的額定工作量指標均不相同，故對模具性能要求也不同。又因為（wéi）不同鋼的化學成分和組織對各種性（xìng）能的影響不同，即使同一（yī）牌號的鋼也不可能同時獲得各（gè）種性能的最佳值，一般某些性能的改（gǎi）善會損失其他的性能。因而，模（mó）具工作者常根據模具工作條件及工作定（dìng）額要求選用模具鋼及最佳處理工（gōng）藝，使之達到主要性能最優，而其他性能損（sǔn）失最小的目的。
對各類模（mó）具鋼提出的性能要求主要包（bāo）括（kuò）：硬度、強度、塑（sù）性和韌性等。
模具的力學性能要（yào）求--硬度（dù）
硬度表征了（le）鋼對（duì）變形和接觸應力的抗力。測硬（yìng）度的試樣易於製備，車間（jiān）、試（shì）驗室一般都配備有硬度計，因此，硬度（dù）是很容易（yì）測定的一種（zhǒng）性能，而且硬度與強度也有一定關係（xì），可通過硬度強度換算（suàn）關係得到材料（liào）硬度值。按硬度（dù）範圍劃定的模具類別，如高硬度（52～60HRC），一般用於冷作模具，中（zhōng）等硬度（40～52HRC），一般用於熱（rè）作模具。
鋼的（de）硬度與成分和組織（zhī）均有密切關係，通過熱處理，可以獲（huò）得很（hěn）寬的硬度變（biàn）化範圍。如新型模具鋼012Al和CG－2可分別采用低（dī）溫回火處理後硬度為60～62HRC，采用高溫回火處理後硬度為50～52HRC，因此（cǐ）可用來製（zhì）作硬度（dù）要求不同的冷、熱作模具。因而這類模具鋼可稱為（wéi）冷（lěng）作、熱作兼用型模具鋼。
模具鋼中除馬（mǎ）氏（shì）體基（jī）體外，還（hái）存在更高硬度的其他相，如碳化物、金屬間（jiān）化合物等。表l為（wéi）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（hé）物 500
模具鋼的硬度主要取決（jué）於馬（mǎ）氏體中溶解（jiě）的碳量（或含氮量），馬氏體（tǐ）中的含碳（tàn）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）中的含碳量增（zēng）多馬氏體硬（yìng）度會增加，但淬火加熱溫度過高會使奧氏體（tǐ）晶粒增大，淬火後殘留奧氏體量增多，又會（huì）導致硬度下降。因此，為選擇最佳淬火溫度，通常要先作出該（gāi）鋼的淬火溫度—晶（jīng）粒度—硬度（dù）關係曲線。
馬氏體中（zhōng）的含碳（tàn）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。隨回火溫度的增高（gāo），馬氏體中的（de）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（gāng），在很小的塑性變形時即發生脆斷。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指標表示
斷後伸長率是指拉伸試樣拉斷以後長（zhǎng）度（dù）增加的相（xiàng）對百分數，以δ表示。斷後伸長率δ數值越大，表（biǎo）明鋼（gāng）材塑性越（yuè）好。熱（rè）模鋼的塑性明顯高於冷模鋼。
斷麵收縮率是指拉伸試（shì）棒經拉伸（shēn）變形和（hé）拉斷以後，斷裂（liè）部分截麵的縮小量與原始（shǐ）截麵之比，以ψ表示。塑性材料拉斷以後（hòu）有明顯的縮頸，所以ψ值較大。而脆性（xìng）材料拉斷後，截麵幾乎沒（méi）有縮小，即（jí）沒有縮頸產生，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（jù）鋼的一種重要性能指標，韌性決（jué）定了材料在衝擊（jī）試驗力作用下對破裂的（de）抗斷能力。材料的韌性（xìng）越高（gāo），脆（cuì）斷的危險性越小，熱疲勞強度也越高。對於衡量模具脆斷（duàn）傾向，衝擊韌度試驗具有重要意義。
衝擊（jī）韌度是指衝擊試樣缺口處截麵積上的衝擊吸收功，而衝擊（jī）吸（xī）收功是指規定形狀和（hé）尺寸的試樣在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形缺口衝擊試驗（試樣開成（chéng）U形缺口）、夏比V形缺口（kǒu）衝擊試驗（試樣開成（chéng）V形缺口）以及艾（ài）式衝擊試驗。
影響衝擊韌度的因素很多。不同材質的模具鋼衝擊韌度（dù）相差很大，即使同（tóng）一種材料，因組織狀態不同、晶粒大小（xiǎo）不同（tóng）、內應力狀態不同衝擊韌度也不相同。通常是晶粒越粗大（dà），碳化物偏析越嚴重（chóng）（帶狀、網狀等（děng）），馬氏體組織越粗大等都會促使鋼（gāng）材（cái）變脆（cuì）。溫度不同，衝擊韌度也不（bú）相同。一般情況是溫度越高衝擊韌度值越高，而有（yǒu）的鋼常（cháng）溫下韌性很好，當溫度下降到零（líng）下20～40℃時（shí）會（huì）變成脆性鋼。
為了提（tí）高鋼的韌性，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（chù）理淬火時防止晶粒過於（yú）長大，冷卻速度不要過高（gāo），以防內應力產生。模具（jù）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--特殊性能要求
由於模具種（zhǒng）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不相同，而且某種模具實際性能與試樣在特定條件下測得的數據（jù）也不一致。所以，除測定材料的常規性能外（wài），還必須根據所（suǒ）模（mó）擬的實際工（gōng）況（kuàng）條件（jiàn），對模具使（shǐ）用（yòng）特性進行（háng）測量，並對（duì）模具的特殊（shū）性能提出要求，建立起正確評價模具性（xìng）能的體係。
對熱作（zuò）模具必須測試在高溫條件下（xià）的硬度、強度（dù）和衝擊韌度。因為熱作（zuò）模具是在（zài）某一特定溫度下服役，在室溫下測（cè）定的性能數據，當溫度升高時要發生變化。性能（néng）變化趨勢和速率（lǜ）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（wēn）度上升，硬度下降（jiàng）顯（xiǎn）著，到達—定溫度後（hòu），硬度值反而會低於材料B。那麽，當在較高溫度工作條件下要求耐磨（mó）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（mó）具除（chú）要求室主高溫條件下的硬度、強度、韌性外，還要求（qiú）具有某些特殊性能（néng）。
模具的力學（xué）性能要求--熱穩定性
熱穩定性表（biǎo）征鋼在受熱過程中保持金相組織和性能的穩定能力（lì）。通常，鋼的熱穩定性用回火（huǒ）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（dù）有關，有資料將達（dá）到預定強度（dù）級別的鋼加熱，保（bǎo）溫2h，使硬度（dù）降到一般熱鍛模失效硬度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，可以根據熱穩定性預（yù）測（cè）模具（jù）的壽命水（shuǐ）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高，材料的（de）強度和硬度下（xià）降快慢的程度，也稱回火抗力或抗回火軟化能力（lì）。通常（cháng）以鋼（gāng）的回（huí）火溫度-硬度曲線（xiàn）來表示，硬度下降慢則表示回火穩定性高或回火抗力大。回（huí）火穩定性也是與回火時組織變化（huà）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（cái）料熱疲勞（láo）裂紋萌生前的工（gōng）作壽命和萌生後的（de）擴展速率（lǜ）。熱疲勞通（tōng）常以20℃—750℃條（tiáo）件下（xià）反複加熱（rè）冷卻時所發生（shēng）裂（liè）紋的循環（huán）次數或當循環一定次數後測定裂紋長度來確定。熱疲勞抗力高的材料不易發生（shēng）熱疲勞裂紋，或當裂紋萌生後（hòu），擴展（zhǎn）量小、擴展（zhǎn）緩慢。斷裂韌（rèn）度則表征了裂紋失穩擴展（zhǎn）抗力，斷裂韌度高，則裂紋（wén）不易發生失（shī）穩擴展。
模具的力學性能要求-- 高溫磨損與抗氧（yǎng）化性能
高溫磨損是熱作模（mó）具主要失效形式之一（yī），正常情況下，絕大多數錘鍛模（mó）及壓力機模具都因磨損而失（shī）效。抗熱磨損是對熱作模具（jù）的（de）使用性能的要求，是（shì）多種高溫力學性能的綜合體現。現在國內已（yǐ）有單位在（zài）自（zì）製的熱磨損機上（shàng）進行模具熱（rè）磨損試驗，收到較理想（xiǎng）的試驗效果。
實際使用表明（míng），模具材料抗氧化性能的優劣，對模具使用壽（shòu）命影響很大。因氧化（huà）會加（jiā）劇模（mó）具工作過程中的磨損，導致模具型（xíng）腔尺寸超差（chà）而（ér）報廢。氧（yǎng）化還會（huì）使模具表麵產（chǎn）生（shēng）腐蝕溝，成為熱疲勞裂紋起源．加劇模具熱（rè）疲勞裂紋（wén）的萌生。