模具材料的性能是由模具材料的成分和熱處理後的組織所決定的（de）。模（mó）具鋼的基本組織是由馬氏體基體以及在基體上分布著的碳（tàn）化物和金屬（shǔ）間化合物（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（dìng）工作量所具備的性能，但因各類模具使用條件及所完成的額定（dìng）工作（zuò）量指（zhǐ）標均不（bú）相同，故對模具性能要求也不同（tóng）。又因為不同鋼的化學成分和組織對各種性能的（de）影響不同（tóng），即使同一牌號的鋼也不可（kě）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（gōng）作條件及工作定額要求選用模具（jù）鋼及最佳處（chù）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（yào）包括（kuò）：硬度、強度、塑性和韌（rèn）性等。
模（mó）具的力學性能要（yào）求--硬度
硬度表征了鋼對變形和接觸應力的抗力。測硬度的試樣易於製備，車間、試驗室一般都配備有硬度計（jì），因此（cǐ），硬度是很容易測定（dìng）的一種性能，而且硬度與強度也有一定關係，可通過硬度強度換算關係得到材（cái）料硬度值（zhí）。按硬（yìng）度範圍（wéi）劃定（dìng）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（kuān）的硬度變化範圍。如新型模具鋼012Al和CG－2可（kě）分別采用低溫回火（huǒ）處理後硬度為60～62HRC，采用高溫回火處理後硬度為50～52HRC，因（yīn）此可用來製作（zuò）硬度要求不同的冷、熱作模具。因而這類模具鋼（gāng）可稱為冷（lěng）作、熱作兼用型模具鋼。
模具鋼中除（chú）馬氏體基體外，還存在（zài）更高硬（yìng）度的其他相，如碳化（huà）物、金屬間化（huà）合物等。表l為常（cháng）見碳化物及合金（jīn）相（xiàng）的硬度值。
相 硬度（dù）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
模具鋼的硬度主要取決於馬（mǎ）氏體中溶解的碳（tàn）量（或含氮量），馬氏體中（zhōng）的含碳量取決於奧氏體化溫度（dù）和時間。當溫（wēn）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，但淬火加熱溫度過高會使奧氏體晶粒增大，淬火後殘留（liú）奧氏體量增多，又會導致硬度下降。因此，為選擇（zé）最佳淬火溫度，通常要先作出該鋼的淬火溫度—晶粒度—硬度關（guān）係曲線。
馬氏體（tǐ）中的含碳量在一定程度上與鋼的合金化（huà）程度有關，尤其當回火時表（biǎo）現更明（míng）顯。隨回（huí）火溫度的增高，馬氏（shì）體中的含碳量在減少，但當鋼中（zhōng）合金含量越高時，由於獼散（sàn）的合金碳（tàn）化（huà）物（wù）折（shé）出（chū）及（jí）殘留奧氏（shì）體向馬氏體的（de）轉變，所發生的二次硬（yìng）化效應越（yuè）明顯，硬化峰值越高。
模具的力學性（xìng）能要求--塑性
淬硬的模（mó）具鋼塑性較差，尤（yóu）其是冷變形模具鋼，在很小的塑性（xìng）變形時即發生脆（cuì）斷（duàn）。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
斷後伸長率是指拉伸試樣拉斷（duàn）以後長度增加的相對百分數，以（yǐ）δ表示。斷後伸長（zhǎng）率δ數值越（yuè）大，表明鋼材塑性越好。熱模（mó）鋼的塑性明顯高於冷模鋼。
斷麵收縮率（lǜ）是指拉伸試棒經拉伸變形（xíng）和拉（lā）斷以後，斷裂部分截麵的縮（suō）小量與（yǔ）原始截麵之比，以ψ表示。塑性材料拉斷以後有明顯的縮頸，所以ψ值較大。而脆性材料拉斷後，截麵幾乎沒有縮小，即沒有縮（suō）頸產生（shēng），ψ值很小，說明塑性很差（chà）。
模具的力學性能要求（qiú）--韌性
韌性是模具鋼的一種重要性能指標（biāo），韌性決定了材（cái）料在衝擊試驗力作用下對破裂的抗斷能力。材料的韌性越高，脆斷的危險性越小，熱疲勞強度也越高。對於衡量模具脆斷傾向，衝擊韌度試驗具有重要意義。
衝擊韌度是指衝擊試樣缺口處截麵積（jī）上的衝擊吸收功，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（yī）次作用下折斷時（shí）所吸收的功。衝擊（jī）試驗有夏比U形缺口衝（chōng）擊（jī）試驗（試樣開成U形缺口）、夏比V形缺口衝擊試驗（試樣開成（chéng）V形缺口）以及艾式衝擊試驗。
影響衝擊韌度的因素很（hěn）多。不（bú）同材質的模具鋼衝擊韌度相差很大，即使（shǐ）同（tóng）一（yī）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（jī）韌度也不相同。通（tōng）常是晶粒越粗大（dà），碳化物偏析越（yuè）嚴重（帶狀、網狀等（děng）），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（cháng）溫下韌性很好，當溫度下降到零下20～40℃時會變成脆性鋼（gāng）。
為了提高鋼的韌性，必須采取合（hé）理（lǐ）的鍛造及熱處理工藝。鍛造時應使碳化物盡量打碎，並減少（shǎo）或消除碳化（huà）物偏析，熱處理（lǐ）淬火時防止晶粒過於長大，冷卻速度不要過高，以防內應力（lì）產生。模具使用（yòng）前或使用（yòng）過程中應采取一些措施減少內應力。
模具的力學性能要求（qiú）--特殊性（xìng）能要求
由於模（mó）具種類繁多，工作條件差別很大，因（yīn）此模具的常規性能及相互配合（hé）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（dé）的數據也不（bú）一致（zhì）。所以，除測定材料的常規性能外，還必須根據所模擬的實（shí）際工況條件（jiàn），對模具使用特性進行測量，並對模具的特殊性能提出要求，建（jiàn）立起正確評（píng）價模具性能的體（tǐ）係。
對熱作模具必須測試在高溫條件（jiàn）下的硬度、強度和衝擊韌度。因為熱作模具是在某一特定溫度（dù）下服役，在室溫下測定的性能數據，當溫度升（shēng）高時要發生變化。性能變化趨勢和速率相差也很大，如（rú）A種材料在室溫下硬度雖比材料B高，但隨溫度（dù）上升，硬度下降顯著，到達（dá）—定溫度後，硬（yìng）度值反而（ér）會低於材料B。那麽，當在較高（gāo）溫度（dù）工作條（tiáo）件下（xià）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（suī）較（jiào）低但隨溫度上升（shēng），硬度下（xià）降緩慢的材料B。
對熱作模具除（chú）要求室主高溫條件下的硬度、強（qiáng）度、韌性外，還要求具有某些特殊性能（néng）。
模具的力學性能要求--熱穩定性
熱穩（wěn）定性表征鋼（gāng）在受熱過（guò）程中保（bǎo）持金相組織和性能的穩定能力。通（tōng）常，鋼的熱穩定性用回火保溫4h，硬（yìng）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，有資料將達到預定（dìng）強度級別的鋼加熱，保溫2h，使硬度降到（dào）一般熱鍛模失效硬度（dù）35HRC的最高加熱溫度定為該鋼穩定性指標。對於因（yīn）耐熱性不足而堆（duī）積塌陷失效的熱（rè）作模具，可以根據熱穩定性預測模具的壽命（mìng）水平。
模具的力學性能要求--回火穩定（dìng）性
回（huí）火穩定性指隨回（huí）火溫度升高，材料的強度和硬度下降快慢的程度，也稱回火抗力或抗回火軟化能力。通常以鋼的回火溫度-硬度曲線來表示，硬（yìng）度下降（jiàng）慢則表示回火穩（wěn）定性高或回火（huǒ）抗力大。回火穩（wěn）定性也是與回火時組織變化相聯係的，它與鋼的熱穩定性共（gòng）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（de）力學性（xìng）能要求-- 熱疲勞抗力及（jí）斷裂韌度
熱疲勞抗力表征（zhēng）了材（cái）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（rè）冷卻時所發生裂紋（wén）的循環次數或當循環一定次數後測定裂紋（wén）長度來確定（dìng）。熱疲勞抗力高的材料不易發生（shēng）熱疲勞（láo）裂紋（wén），或（huò）當裂紋萌生後，擴展（zhǎn）量小、擴展緩慢。斷裂韌度則表征了裂紋失穩（wěn）擴（kuò）展抗力，斷裂韌度高，則裂紋不易發生失穩擴展。
模具的（de）力（lì）學（xué）性能要求-- 高溫磨損與抗氧化性能
高（gāo）溫磨損是熱（rè）作模具主要失效形式之一（yī），正常（cháng）情況下，絕大（dà）多數（shù）錘鍛模（mó）及壓力機模具都因磨損而失效。抗（kàng）熱磨損是對熱作模具的使（shǐ）用性能的要求，是多種高溫力學性能的綜合體現。現在國（guó）內已有單位在自（zì）製的熱磨損機上進行模（mó）具熱磨損試驗，收到較（jiào）理想（xiǎng）的試（shì）驗效果。
實際使用（yòng）表明，模（mó）具材料抗氧化性能的優劣，對模（mó）具使用（yòng）壽命影響很大。因（yīn）氧化會加劇模具工作過程中的磨損，導致模具型腔（qiāng）尺寸超差而（ér）報廢。氧化還會（huì）使模具表麵產（chǎn）生腐蝕溝，成為熱（rè）疲勞裂紋起源．加劇模具（jù）熱疲勞裂紋的（de）萌生（shēng）。