模（mó）具材料的性能是（shì）由模具材（cái）料的成分和熱處理後的組織所決定的。模具鋼的基本組織是由（yóu）馬氏體基體以及在基體上分布著的碳化物和金屬間化合物等構成。
模具鋼的性（xìng）能應（yīng）該滿（mǎn）足（zú）某（mǒu）種模（mó）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（yòng）條件及所完成（chéng）的額定工作量（liàng）指標均不相同，故對模具性能要求也不同。又因為不同鋼的化學成分和組（zǔ）織對各種性能的影（yǐng）響不同，即使同一牌號的鋼也不可能同時獲得各種性能（néng）的最（zuì）佳值，一般某些性能（néng）的改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（jí）工作定額要求選用模具鋼及最佳處理工（gōng）藝（yì），使之達到（dào）主要性能最優，而其他性能損失最小的目（mù）的（de）。
對各類（lèi）模具鋼提出的性能要求主（zhǔ）要包括：硬度、強度、塑性和韌性等。
模具的力學性能要求--硬度
硬度（dù）表（biǎo）征（zhēng）了鋼對變（biàn）形和接（jiē）觸應力的抗力。測硬度的試（shì）樣（yàng）易（yì）於製備，車間（jiān）、試驗室一般都配備有硬度計，因此，硬度是很容易測定的一種性能，而且硬度與強度也（yě）有一定關係，可通過硬度強（qiáng）度換算關（guān）係得到材料（liào）硬度值。按硬度（dù）範圍（wéi）劃定的模具類別，如高硬度（52～60HRC），一般用（yòng）於冷（lěng）作模具，中等硬度（40～52HRC），一般用於熱作模具。
鋼的硬度與（yǔ）成分和組織均有密切關係，通過熱處理（lǐ），可以獲得很寬的硬度變化範圍。如新（xīn）型模具鋼012Al和CG－2可分別采用低溫回火處理後硬度為（wéi）60～62HRC，采用高（gāo）溫回火處理後硬度（dù）為50～52HRC，因此可用來製作硬度要求不同的冷、熱作模具。因而這類模（mó）具鋼可稱為冷（lěng）作、熱作（zuò）兼用型模具鋼。
模具鋼中除馬氏體基體外，還存在更高（gāo）硬度的其他相，如碳化物、金屬（shǔ）間化合物等。表l為常見碳化物及合金相（xiàng）的（de）硬度值。
相 硬度（dù）HV
鐵素體 約（yuē）100
馬氏（shì）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
金屬間化合物 500
模具（jù）鋼的硬度主要（yào）取（qǔ）決於（yú）馬氏體中溶解的碳量（或含氮量），馬氏體中的含（hán）碳量取決於奧氏體化溫度和時間。當溫度和（hé）時間（jiān）增加時，馬（mǎ）氏體中的含碳量增多（duō）馬氏體硬度會（huì）增加，但淬火加（jiā）熱溫度過（guò）高會使奧氏體晶粒增大，淬火後殘留奧氏體量增多，又（yòu）會導致硬度下降（jiàng）。因此，為選擇最佳淬火溫度，通常要先作（zuò）出該鋼的淬火溫度（dù）—晶粒度—硬度關係曲線。
馬氏體中的含碳量在（zài）一定程度（dù）上與（yǔ）鋼（gāng）的合金（jīn）化程度有關，尤其（qí）當回火時表現更明顯。隨（suí）回火溫度的增高（gāo），馬氏體中的含碳量在減少，但當鋼中合金含量越高時，由於獼散的（de）合金碳化物折出及殘留奧氏體向馬氏（shì）體的轉變，所發生的二次硬化效應越明顯，硬化峰（fēng）值越高。
模具的力學（xué）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，在很小的塑性變（biàn）形時即發生脆斷（duàn）。衡量模具鋼塑性好（hǎo）壞，通常采用斷後伸長率和斷麵收（shōu）縮（suō）率兩個指標表示
斷後伸長率是（shì）指拉伸試樣拉斷以後長度增加的相對（duì）百分數（shù），以δ表示。斷後伸長率δ數值越大，表明鋼材塑性越好。熱模鋼的（de）塑性明（míng）顯高於冷模鋼。
斷麵收縮率是指拉伸（shēn）試棒經拉伸（shēn）變形（xíng）和拉斷以後，斷裂部分截（jié）麵的（de）縮小量與原始截麵之比，以ψ表示。塑性材料拉（lā）斷以後有明顯的縮頸，所以ψ值較大（dà）。而脆性材料（liào）拉斷後，截麵幾乎沒有縮小，即沒有縮頸產生，ψ值很小，說明塑性很差。
模具的力學性能要求--韌性
韌性是模具鋼的一種重要性能指標，韌性（xìng）決定了（le）材料（liào）在衝擊試驗力作用下對破裂的抗斷能力。材料的（de）韌性越高，脆斷的危險性越小（xiǎo），熱疲勞強度也越高。對於衡量模具（jù）脆斷傾（qīng）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（kǒu）處截麵積上（shàng）的衝（chōng）擊吸收功，而衝擊吸收（shōu）功是指規定形狀和尺寸的試（shì）樣在衝擊（jī）試驗力一次作用下（xià）折斷時所吸收的功。衝擊試驗有夏比U形缺（quē）口衝擊（jī）試驗（yàn）（試樣開成U形缺口）、夏比V形缺口衝擊試驗（試樣開成V形（xíng）缺口）以（yǐ）及艾式衝擊試（shì）驗。
影響衝擊韌度的因（yīn）素很多。不同材質的模具鋼衝擊韌度相差很大，即使同一（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），馬氏（shì）體組織越粗大等都（dōu）會促使鋼材（cái）變脆。溫度不同，衝擊韌度也不相同。一般（bān）情況是溫度越高衝擊韌度值越高，而有的（de）鋼常溫下韌性很好，當（dāng）溫度下降到零下（xià）20～40℃時會變成脆性鋼。
為（wéi）了提（tí）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（xiāo）除碳化物偏（piān）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（nèi）應力產生（shēng）。模具使（shǐ）用前或使用過程中（zhōng）應采取一些措施減少內應力（lì）。
模具的力學性能要求--特（tè）殊性能要求
由於模具種類繁多，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不相（xiàng）同，而（ér）且某種模具實際性能與試樣在特（tè）定條件（jiàn）下測得的數據也（yě）不一致。所以，除測定材料的常規性能外（wài），還必須根據所模（mó）擬的（de）實際工況條件，對模具使用特性（xìng）進行測量，並對模具的特殊性能提出要求，建（jiàn）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（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下服（fú）役，在室溫下測（cè）定的性能數據，當溫（wēn）度升高時要（yào）發生變化。性能變化趨勢和速率相差也很大，如A種材料在室（shì）溫下硬度雖（suī）比材料（liào）B高，但隨溫度上升，硬度下降（jiàng）顯著，到達—定溫度後，硬度值反而（ér）會低於材料B。那麽，當在較高溫度工作條（tiáo）件下要求耐磨性高時（shí），就不能選用A種材料，而需選用室溫下硬度值雖較（jiào）低但隨溫（wēn）度上升，硬（yìng）度下降緩慢的材料B。
對熱作模具除要（yào）求（qiú）室（shì）主高溫條件下的硬度（dù）、強度、韌性外，還要求具有某些特殊性能。
模具的力（lì）學性能要求（qiú）--熱穩定性
熱穩定性表征（zhēng）鋼在受熱過程中保持金（jīn）相組織和性能的穩定能力。通常，鋼的熱穩定性（xìng）用回火保（bǎo）溫（wēn）4h，硬度降到45HRC時的最高加熱溫度表示。這種方法與材料（liào）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（yī）般熱鍛模失效硬度35HRC的（de）最高加熱溫度定（dìng）為該鋼穩定性指標。對於因耐熱性（xìng）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（jù）的壽命水（shuǐ）平。
模具的力學性能要求--回火穩定性
回火穩定性指隨回火溫度升高，材料的（de）強度（dù）和硬（yìng）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（gāng）的回火（huǒ）溫度-硬度曲線來表示，硬度下降（jiàng）慢則表示回火穩定性高或回火抗力大（dà）。回火穩定（dìng）性也是與回（huí）火時組織變（biàn）化相聯係的，它與鋼的熱穩定性共同表征鋼在高溫（wēn）下的組織穩定性程度（dù），表（biǎo）征模具在高溫下的變形抗（kàng）力。
模具的力學性能要求-- 熱疲勞抗力及斷裂韌度
熱疲勞抗（kàng）力表（biǎo）征了材料（liào）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（cháng）以20℃—750℃條（tiáo）件下反複加熱冷（lěng）卻時所發生裂紋的循環次數或當循環一定（dìng）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，或當裂紋萌生後，擴展量小、擴展緩（huǎn）慢（màn）。斷（duàn）裂韌度則表征了裂紋失穩擴展抗力，斷裂韌度高，則裂（liè）紋不易發生失穩擴展。
模（mó）具的力學性能要求-- 高溫磨損與抗氧化（huà）性能（néng）
高溫磨損是熱作模具（jù）主要（yào）失效形式之一，正常情況（kuàng）下，絕（jué）大（dà）多數錘鍛模及壓力機（jī）模具都因磨損而失效。抗熱磨損是對熱作模具的使（shǐ）用性能的要求，是多種（zhǒng）高（gāo）溫力學性能的綜合體（tǐ）現。現在國內已有單位在（zài）自製的熱磨損機上（shàng）進行模具熱磨損試驗（yàn），收到較理想的試驗效果。
實際使用表（biǎo）明，模具材料抗氧化性（xìng）能的優劣，對模具使用壽命影響很大。因氧化會（huì）加劇模（mó）具工作過程中的磨損（sǔn），導致（zhì）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（rè）疲勞裂紋起源．加劇模具熱疲勞裂紋的萌生。