模具（jù）材料的性能是由模具材料的成分和熱（rè）處理後的組織所決定的。模具鋼的基本組織是（shì）由馬氏體基體以及在基體上分布著的（de）碳化物和金屬間化合物等構成。
模（mó）具鋼的性能應該滿足某種模具完（wán）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工作量（liàng）指標均不相同，故對模具（jù）性（xìng）能要求也（yě）不同。又因為不同鋼的化學成分和組織對（duì）各種性能的影響（xiǎng）不同，即使同一牌號的鋼也不可能同時（shí）獲得（dé）各種性能的最（zuì）佳值，一般某些性能的改善會損（sǔn）失其他的（de）性能。因而，模具工作者常根據模具工作（zuò）條件及工作定額要求選（xuǎn）用（yòng）模具鋼及最佳處理工（gōng）藝（yì），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（xìng）能要求主要包括：硬（yìng）度、強度、塑性和韌性等。
模具的力學性能要求（qiú）--硬度
硬度表（biǎo）征了鋼對變形和接觸應力的抗力。測硬度的試樣易（yì）於製備，車間、試驗室一般都配（pèi）備有硬度計，因此，硬度是很容易測定的一種性能，而且硬度與（yǔ）強度也有一定關係，可通過硬度強度換算關係得到材料硬度值。按硬（yìng）度範圍劃定的模（mó）具類別，如高硬度（52～60HRC），一般用於（yú）冷作模具，中等硬度（40～52HRC），一般用於熱作模具。
鋼的硬度（dù）與成分和組織（zhī）均有密切關係，通過熱（rè）處理，可以獲得很寬的硬度變化範圍。如新型模具鋼012Al和CG－2可分別采用低溫回火處理後硬度（dù）為60～62HRC，采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同（tóng）的冷、熱作模具。因而這類模具鋼可稱為（wéi）冷作、熱作兼用型模具鋼。
模具鋼中除馬氏體基體（tǐ）外，還存在更高硬度的其他相，如碳化物、金屬間化合物等。表l為常（cháng）見碳化（huà）物及合金相的硬度值（zhí）。
相 硬度HV
鐵素體（tǐ） 約100
馬氏體：ω C 0.2% 約530
馬氏體（tǐ）：ω C 0.4% 約560
馬氏體（tǐ）：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 500
模具鋼的硬度主要取決於馬氏體中溶解（jiě）的碳量（或含氮量），馬氏體（tǐ）中（zhōng）的（de）含碳量取決於奧氏（shì）體（tǐ）化溫度和時間（jiān）。當溫度和時間增加時，馬氏體中的含碳量增多馬氏（shì）體（tǐ）硬度會增加，但淬（cuì）火加熱溫（wēn）度過高（gāo）會使奧氏體晶粒增大，淬火後殘留奧氏體量增多，又會導致硬度下降。因此（cǐ），為選（xuǎn）擇（zé）最（zuì）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。
馬氏體中的含碳量在一（yī）定程度上與鋼的合（hé）金化（huà）程度（dù）有（yǒu）關，尤其當回火時表現更明顯。隨回火溫度的增高，馬氏體中的含碳量在減少，但當鋼中合金含量（liàng）越高時，由（yóu）於獼散的合金碳化物折出及殘留奧氏體向馬氏體的轉（zhuǎn）變，所發生的二次（cì）硬化效應越明顯，硬化（huà）峰值越高。
模具的力學性能（néng）要求--塑性
淬硬的模具鋼（gāng）塑性較差（chà），尤其是冷變形模具鋼，在很小的塑性變形時即（jí）發生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞，通常采用斷後（hòu）伸長率和（hé）斷麵收縮率兩個指標表示
斷後伸長（zhǎng）率是指拉伸（shēn）試（shì）樣拉斷以後長度增加的相（xiàng）對百分（fèn）數，以δ表示。斷（duàn）後（hòu）伸長率δ數值越大，表明鋼材塑性越好。熱模（mó）鋼的塑性明顯高於冷模鋼（gāng）。
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（miàn）的縮小量與原始截麵之比，以ψ表示（shì）。塑（sù）性材料拉（lā）斷以（yǐ）後有明顯的縮頸，所以ψ值較大。而脆（cuì）性材料拉斷後，截麵幾乎沒（méi）有縮小，即沒有縮頸產生，ψ值很小，說明塑性很差。
模（mó）具的力（lì）學性能要求--韌性（xìng）
韌性是模具鋼的一種重要性能指標，韌性決定了材料在衝擊試（shì）驗力作用下對破裂的抗斷能力。材料的韌性越高，脆斷的（de）危險性（xìng）越小（xiǎo），熱疲勞強度也越高。對於衡量模具脆斷傾向（xiàng），衝擊韌度試驗具有重要意義。
衝擊韌度是（shì）指衝擊（jī）試樣缺口處截麵積上的衝擊吸收功，而衝（chōng）擊吸收功是（shì）指規定形狀和尺寸的試（shì）樣（yàng）在衝擊試驗力（lì）一次作用下折斷時所吸收的功。衝擊試驗（yàn）有夏比U形缺口衝擊試驗（試樣（yàng）開成U形缺口（kǒu））、夏（xià）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。
影（yǐng）響（xiǎng）衝擊韌度的因素（sù）很（hěn）多。不同材質的模具（jù）鋼衝擊韌度相差很大（dà），即（jí）使同一種材料，因組織狀態不同、晶粒大小不同、內應力（lì）狀態不同衝擊韌度也不相同。通常是晶粒越粗大（dà），碳化物（wù）偏（piān）析越嚴重（帶（dài）狀、網狀等），馬氏體組織越粗大（dà）等都會促使鋼材變脆。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（gāng）常溫（wēn）下韌性很好，當溫度下降到零下20～40℃時會變成脆性鋼。
為了提高鋼的韌性，必須采取合理的鍛（duàn）造（zào）及熱處理工藝。鍛造時應使碳化物盡（jìn）量打（dǎ）碎，並減少（shǎo）或消除碳化物偏析，熱處理淬火時防止晶粒過於長大，冷卻速度不要過高，以防內應力產生。模具使用前或使用過程中應（yīng）采取一些措施減少內應（yīng）力。
模（mó）具的力學性能要求--特殊性能要求
由於模具種類繁多，工作條（tiáo）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（bú）相同，而且某種模具實際性能與試（shì）樣在特定條件下測得的數據也不一（yī）致。所以，除測定材料的常規性能外，還必須根據所模擬的實際工況條件，對模具使用特性進行測量，並對模具的特殊性能（néng）提出要求，建立起正確評價模具性能（néng）的體係。
對熱作模具（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（jù）是在某一特定溫度（dù）下服役，在室溫下測定的性能數據，當溫度升高時要發生變化。性能變化（huà）趨勢和速率（lǜ）相差也（yě）很大，如（rú）A種材料在室溫下硬度雖比材（cái）料B高，但隨溫度上升，硬（yìng）度下降顯著，到達—定溫度後，硬度值反而會低於材料B。那麽，當在較高（gāo）溫度工作條件下要求（qiú）耐磨性高（gāo）時，就不能選用A種材料，而需選用室溫下（xià）硬度值雖較低但隨溫度上升，硬度下降緩慢的（de）材（cái）料B。
對熱作模具除要求室主高溫（wēn）條件下（xià）的硬度（dù）、強度、韌性外，還（hái）要求具有某些特殊性能。
模具的力學性能要（yào）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的穩定能力。通常，鋼的熱穩定性用回（huí）火保溫（wēn）4h，硬度降到45HRC時的（de）最高加熱溫度表示。這種方法與材料的（de）原始硬度有關（guān），有資料將達到預定強度級別的鋼加熱，保溫2h，使硬度降到一般熱鍛（duàn）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（bú）足而堆（duī）積塌陷失效的熱作模具，可以根據熱穩定性預測模（mó）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高，材料的強度和（hé）硬度下降快慢的程度，也稱回火抗（kàng）力或抗回（huí）火軟化能力。通常以鋼的回火溫度-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（gāng）在高溫下的組織穩定性程度，表征模具在高溫下的（de）變形抗力。
模具的力學性（xìng）能（néng）要求-- 熱疲勞抗力及斷裂韌度
熱疲勞抗力（lì）表征了材料熱疲勞裂紋萌生前（qián）的工作壽命和萌生（shēng）後的擴展速率（lǜ）。熱疲勞通常以20℃—750℃條件下反複加熱冷卻時所（suǒ）發生裂紋的循環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（lì）高的材料不易發生熱疲勞裂紋，或當裂紋萌生後，擴展量小、擴展緩慢。斷裂韌度（dù）則表征（zhēng）了裂紋（wén）失穩擴（kuò）展（zhǎn）抗力，斷裂韌度高，則裂紋不易發（fā）生失穩擴展。
模具的（de）力學性能（néng）要求-- 高（gāo）溫磨損與抗氧化性能
高溫磨損是熱作模具主要失效形式之一，正常情況下，絕大多（duō）數錘（chuí）鍛（duàn）模及壓力機（jī）模（mó）具都因磨（mó）損而失效。抗熱磨（mó）損是對（duì）熱作模具的使用性能的要（yào）求，是多種高溫力學性能的綜合體（tǐ）現。現在國內已有單位在自製的熱磨損機上進行模具（jù）熱磨損試驗，收到較理想的試驗效（xiào）果。
實際使用表明，模具材料抗氧化性能的優劣，對模具使用壽命影響很大。因氧化會加劇模具工作過程中的磨損，導致模具型腔尺寸超差而報廢。氧化還會使模具表麵產生腐蝕溝，成為熱疲勞（láo）裂紋起源．加劇模具熱疲勞裂紋的萌生。