模具材（cái）料的性能（néng）是由模具材料的（de）成分和（hé）熱處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（yǐ）及在（zài）基體上（shàng）分布著的碳化物和金屬間（jiān）化合（hé）物等構成。
模具鋼的性能（néng）應該滿足某種模具完成額定工作量所具備的（de）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（yě）不同（tóng）。又因為不（bú）同鋼（gāng）的化學成分和組（zǔ）織對各種性能的影（yǐng）響不同，即使同一（yī）牌號的鋼也不（bú）可能同時獲得各種（zhǒng）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（zuò）者（zhě）常根據模（mó）具工（gōng）作條（tiáo）件及工作（zuò）定額要求選（xuǎn）用模具鋼及最佳處理工藝（yì），使之達（dá）到主（zhǔ）要性能（néng）最優，而其他性能損失（shī）最小的目的。
對各類模具鋼提出的性能要求主要（yào）包括：硬度、強度、塑性和韌性等。
模具的力學性能要求--硬度
硬度表征了鋼對變形和接觸應力的抗力。測硬度的試樣易於製備，車間、試驗室一般（bān）都配備有硬（yìng）度計（jì），因此（cǐ），硬度是很容易測定的一種性能，而且硬度與強度也有一定關係，可通（tōng）過（guò）硬度強度換算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，可以獲得很寬的硬度變化（huà）範（fàn）圍（wéi）。如新型（xíng）模具鋼012Al和CG－2可分（fèn）別采用低溫回（huí）火處理後硬（yìng）度為60～62HRC，采用高溫回火處理後硬（yìng）度為50～52HRC，因（yīn）此可用來製作硬度要求不同的冷、熱作模具。因而這類模具鋼可稱為冷作、熱作兼用型模具鋼。
模具鋼中除（chú）馬氏體基體外，還存在更高硬度（dù）的其他（tā）相，如碳化物、金屬間化合物等。表l為常見碳化物及合金相的（de）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（tǐ）：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（jiān）化合（hé）物 500
模具鋼的硬度主（zhǔ）要取決於馬氏體中溶解的碳量（或（huò）含（hán）氮量），馬氏（shì）體中的含碳量取決於奧氏體化溫（wēn）度和時間。當溫度和時間增加時，馬氏體中的含碳量增（zēng）多馬氏體（tǐ）硬度會（huì）增（zēng）加，但淬火（huǒ）加熱溫度過高（gāo）會使奧（ào）氏體晶粒增大，淬火後殘留奧氏體（tǐ）量增多，又會導致硬度下降（jiàng）。因此，為選擇最佳淬火溫度，通常要先作出該鋼的淬火溫度—晶粒度—硬度關係曲線。
馬氏體（tǐ）中的含碳量在一定（dìng）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，馬（mǎ）氏體中的含碳量在減少，但當鋼中合（hé）金含量越高時，由於獼散的合金碳化物折出及（jí）殘留奧（ào）氏體向馬氏體的轉變，所發生的二次硬化（huà）效應（yīng）越明顯，硬化峰值越高。
模具的力學（xué）性能要求--塑性
淬硬（yìng）的模具（jù）鋼塑（sù）性較差，尤其是冷變形模具鋼，在很小的塑性變形時即發生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞，通（tōng）常采（cǎi）用斷後伸長率和斷麵收縮率（lǜ）兩個指標表示
斷後伸（shēn）長率是指拉（lā）伸試樣拉斷以後長度增加的相對百分數，以δ表（biǎo）示。斷後伸長率δ數值越大，表明鋼（gāng）材塑性越好。熱模鋼的塑性明顯高於冷模鋼。
斷麵（miàn）收縮率是指拉伸試（shì）棒經拉伸（shēn）變形和拉斷以後，斷裂（liè）部分截麵的縮小量與原（yuán）始截麵之比，以ψ表示。塑性材料（liào）拉斷以後有明顯的縮頸，所以ψ值較大。而脆（cuì）性材料拉斷後，截（jié）麵幾乎沒有縮小，即沒有縮頸（jǐng）產生，ψ值很小（xiǎo），說（shuō）明塑性很差（chà）。
模（mó）具的力學性（xìng）能要求--韌性
韌性是模具鋼的一種重要性能指標（biāo），韌性（xìng）決定了材料在衝擊試驗（yàn）力作用下對（duì）破裂的（de）抗斷能力。材料的韌性越高，脆斷的危（wēi）險性越小，熱疲勞強度也越高。對（duì）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（chōng）擊試樣缺口處截（jié）麵積上的衝擊吸收功，而衝擊吸（xī）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。衝擊（jī）試驗有夏比U形缺口衝擊試驗（yàn）（試樣開（kāi）成U形缺口）、夏比V形缺口衝擊試驗（試樣開（kāi）成V形缺（quē）口）以及艾式衝擊試（shì）驗。
影響衝（chōng）擊韌度的因素很多。不同（tóng）材質的模具鋼衝擊韌度相差很大，即使同一種材料，因組織（zhī）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，碳化物偏析越嚴重（帶狀、網狀等（děng）），馬氏體組織越（yuè）粗大等都會（huì）促使鋼材變脆。溫度不同（tóng），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，當溫度下降到零下20～40℃時會（huì）變成脆性鋼（gāng）。
為了（le）提高鋼的韌性，必須采（cǎi）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（fáng）止晶粒過於長大，冷卻速度不要過高，以防內（nèi）應（yīng）力產生。模具使用前或使（shǐ）用過程中應采（cǎi）取一些（xiē）措施減少內應力。
模（mó）具的力學性能要求--特殊性能要（yào）求
由於模具種（zhǒng）類繁多，工（gōng）作條件差別很（hěn）大，因此模具的常規性能及相互配（pèi）合要求也各（gè）不相同，而且某種模具實際性能與試樣在特定（dìng）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（xū）根據所模擬的實際工況條件，對模具使用特性進行測量，並對模具的特（tè）殊性能提出要求，建立起正確評價模具性能的體係。
對熱作模（mó）具（jù）必須測試在高溫條件下的硬度、強度和衝擊韌度。因為熱（rè）作模具是在（zài）某一特定溫度下服役，在室溫下測定（dìng）的性能（néng）數據，當（dāng）溫度升高時要（yào）發生變化。性能（néng）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（liào）B高，但隨溫度上升，硬度下（xià）降顯著，到達—定溫（wēn）度後，硬度值反而會低於材（cái）料B。那麽，當在較（jiào）高溫度工作條件下（xià）要求耐磨性高時，就不能選用A種材料，而需（xū）選用室溫下硬度值雖較低但隨溫度上升，硬度下（xià）降緩慢的材料（liào）B。
對熱作模具除要求室主高溫條件（jiàn）下的硬度、強度、韌性外，還要求（qiú）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（de）熱穩（wěn）定性用回火保溫4h，硬度（dù）降到（dào）45HRC時的最高加熱溫度表示。這種方（fāng）法與材料的原始硬（yìng）度有關，有資料將達到（dào）預定強度級別（bié）的鋼加熱，保溫2h，使硬度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（mó）具，可以根據熱（rè）穩定性（xìng）預測模具的壽命水平（píng）。
模具的（de）力學性能要求--回（huí）火穩定性
回火穩定性（xìng）指隨回（huí）火溫度升高，材料的（de）強度（dù）和硬度下降快（kuài）慢的程度，也稱回火抗力或抗回火軟（ruǎn）化能力。通常以鋼的回火溫（wēn）度-硬度曲線（xiàn）來表示，硬度下降慢則表示回火穩定（dìng）性高（gāo）或回火抗力大。回火穩定性也是與回火時組（zǔ）織變化相聯係的，它（tā）與鋼的熱穩定性共同（tóng）表征鋼在（zài）高溫下的組織穩定（dìng）性程度（dù），表征模具在高溫下的變形抗力。
模具的力學性能要求-- 熱（rè）疲勞抗力及（jí）斷裂韌度
熱疲勞抗力表征了材（cái）料熱疲勞裂紋萌（méng）生前的工作壽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（liè）紋的循環次數或當循環一（yī）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熱疲勞裂紋，或當裂紋萌（méng）生後，擴展量小、擴展緩慢。斷裂韌度（dù）則表征了裂紋失穩擴展抗力，斷裂韌度高，則裂紋（wén）不易發生失穩擴展。
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（zuò）模具主要失效形式之（zhī）一，正常情況下，絕大多數錘鍛（duàn）模及壓力機模具都因磨損而失效。抗熱磨損是對熱作模具（jù）的使用性能的要求，是多種高（gāo）溫力學性能的綜合體現。現在國內已（yǐ）有（yǒu）單位在自製的（de）熱磨損機上進（jìn）行模具（jù）熱磨損試驗，收到較理想的試（shì）驗效果（guǒ）。
實際使用表明，模具材（cái）料（liào）抗（kàng）氧化性能的優劣，對模具使用壽命影響很大。因氧化（huà）會加劇模具工作過程中的磨損，導致模具型腔尺寸超（chāo）差而報廢。氧化還會使模具表麵產生腐蝕溝，成為熱疲勞（láo）裂紋起（qǐ）源．加（jiā）劇模具熱疲勞裂紋的萌生。