模具（jù）材料（liào）的性能是由模具材料的成分和熱處理（lǐ）後的組織所決定的。模具（jù）鋼的基本組織是由馬氏體基體以及（jí）在基體上分布著的碳化物和金屬間化合物（wù）等構成。
模具鋼的性（xìng）能應該滿足某種模具完成額定工作量所具備的性能（néng），但因各類模具使用條件及所完成的額定工作量指標均不相（xiàng）同，故對模具性能要求也不同。又因為不同鋼的化學成分（fèn）和組織對各種性能的影響不同，即使同一牌號的鋼也不可能同時獲得各種性能的最佳（jiā）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（jù）模具工作條件及工作定額（é）要求選用模具鋼及最（zuì）佳處理工藝（yì），使之達（dá）到主要性能最優，而其他性能損失（shī）最小的目的。
對各類模具鋼提出的（de）性能要求（qiú）主要包括：硬度（dù）、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（dù）的試樣易於製備，車間、試驗室一般（bān）都配（pèi）備有硬度計，因此（cǐ），硬度（dù）是很容易測定的一種性能，而且硬度與強度也有一定關係，可通過硬度強度換算關係得到材料硬（yìng）度值。按硬度範圍（wéi）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（rè）處理，可以獲（huò）得（dé）很（hěn）寬的硬度變化範圍。如新型模（mó）具鋼012Al和CG－2可分別采用低溫回火處理後硬度為60～62HRC，采用（yòng）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（jù）鋼。
模（mó）具（jù）鋼中除馬氏體基體外，還存在更高硬度的其他相，如碳化物、金屬間化（huà）合物等。表l為常見碳化物及合金相的硬度值。
相 硬度HV
鐵素體 約（yuē）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（yuē）920
馬氏體：ω C 0.8% 約980
滲碳（tàn）體(Fe 3 C) 850～1100
氮化物 1000～3000
金屬間化合物（wù） 500
模具鋼的硬度主要取決於馬（mǎ）氏體中溶解的碳量（或含氮量），馬氏體中的含碳量（liàng）取（qǔ）決於（yú）奧（ào）氏（shì）體化溫（wēn）度和時（shí）間。當溫（wēn）度和時間增加時，馬（mǎ）氏體中的含碳量增（zēng）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，通常要先作出該鋼的淬火溫（wēn）度—晶粒度—硬（yìng）度關係曲線。
馬氏體（tǐ）中的含碳（tàn）量在一定程度上（shàng）與鋼的合金化程度有關（guān），尤其當（dāng）回火（huǒ）時（shí）表現更明顯。隨回火溫度的（de）增高，馬氏體中的含碳量在減少（shǎo），但當鋼中合金含量越高時，由（yóu）於（yú）獼散的合金碳（tàn）化物折出及殘（cán）留奧氏體（tǐ）向馬氏體的轉變，所發（fā）生的（de）二次硬化效應越明顯，硬（yìng）化峰（fēng）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（shì）冷變形模具（jù）鋼，在很小的塑性變形時即發生脆斷。衡量模具（jù）鋼塑性好壞，通常采用斷後伸長率和斷麵（miàn）收縮率兩個指標表示
斷後伸長率是指拉伸試樣（yàng）拉斷以後（hòu）長度（dù）增加的（de）相（xiàng）對（duì）百分數，以δ表（biǎo）示。斷（duàn）後伸長率δ數值越大，表明（míng）鋼材塑性越好。熱模（mó）鋼的塑性明顯高於冷模鋼。
斷（duàn）麵收縮（suō）率是指拉伸試棒經拉伸變形和拉斷以（yǐ）後，斷裂部分截麵的縮小量（liàng）與原始截麵之比，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，即沒有縮頸產生，ψ值很小，說明塑性很差。
模具（jù）的力學性能要求--韌性
韌性是模具鋼的一種重（chóng）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（kàng）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（yuè）高（gāo）。對於衡（héng）量模具脆斷傾向，衝擊韌度試驗具有（yǒu）重要意義。
衝擊韌度是指衝擊試樣缺口處截麵（miàn）積上的衝擊吸收功（gōng），而衝擊（jī）吸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（xià）折斷時所吸收的功。衝擊試驗有夏比（bǐ）U形缺口衝擊（jī）試驗（試樣開成U形缺口）、夏比V形缺口衝擊試（shì）驗（試樣開成V形缺（quē）口）以及艾式衝擊試驗。
影響衝擊（jī）韌度的因素（sù）很多。不同材質的模具鋼（gāng）衝擊韌度相差很（hěn）大，即使同一（yī）種材（cái）料，因組織狀態不同、晶粒大（dà）小（xiǎo）不同、內應力狀態不（bú）同衝擊韌度也不（bú）相同。通常是晶粒越粗大，碳化物偏析越（yuè）嚴重（帶狀、網狀等），馬氏體組織越粗大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（kuàng）是溫度越高衝（chōng）擊韌度值越高，而有的（de）鋼常溫下韌性很好，當溫度下降到零下20～40℃時會變（biàn）成脆性鋼。
為了提高鋼的韌性，必須采取合理的鍛造及（jí）熱處理工藝。鍛造時應使碳化物盡量打（dǎ）碎，並減少或消除（chú）碳（tàn）化物偏析，熱處理淬火時防止晶粒過於（yú）長大，冷卻速度不要過高，以防內應力產生。模具使用前或使（shǐ）用過程中應采（cǎi）取一些（xiē）措施（shī）減少內應力（lì）。
模具的力學性能（néng）要求--特殊性能要求
由於模具種類繁多，工作條件差別（bié）很（hěn）大，因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的數據也不一致。所以，除測定材料的常規性能外，還必須根據所（suǒ）模擬的實際工況條件，對模具使（shǐ）用特性進行（háng）測量，並對（duì）模具的特殊性能提出要求，建（jiàn）立起（qǐ）正確（què）評價模（mó）具性能（néng）的體（tǐ）係。
對熱作（zuò）模具必須測試在高溫條件（jiàn）下的硬度、強度和衝擊韌度（dù）。因為熱（rè）作模具是在某一（yī）特定溫度下服役，在室溫下測定的性能數（shù）據，當溫度升高時要發生變化。性能變化趨勢和速率相差也很大，如A種材料在室溫下硬度雖比材料B高，但隨溫度上升（shēng），硬度下降顯著，到達—定溫度後，硬度值反而會低於材料B。那麽，當在較高溫度工（gōng）作條件（jiàn）下（xià）要求耐磨性高（gāo）時（shí），就不能（néng）選用A種材料，而需選用（yòng）室溫下硬度值雖較低但隨溫度上升，硬度下降緩慢的（de）材料B。
對熱作模具除要求（qiú）室主高溫條件下的硬度、強度（dù）、韌性外，還（hái）要（yào）求（qiú）具有某些特殊性能。
模具的力（lì）學性能要求--熱（rè）穩（wěn）定性（xìng）
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，鋼的熱穩定性用回火保溫4h，硬度降到45HRC時的最高加熱（rè）溫（wēn）度表示（shì）。這種方法與材料的原始硬度有關，有資料將達到預定（dìng）強度級別的鋼加熱，保（bǎo）溫2h，使硬度降（jiàng）到（dào）一般熱鍛模失效硬度35HRC的最高加熱溫（wēn）度定為該鋼穩定性（xìng）指標。對於因耐熱性不足而堆積塌（tā）陷失效的熱作模具，可以根（gēn）據熱（rè）穩定性預測模具的壽命水平。
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，材料的強度和（hé）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（tōng）常以鋼的回（huí）火溫度-硬度曲線來（lái）表示，硬度下降慢則表示回（huí）火穩定性高或回火抗力（lì）大。回火穩定性也（yě）是與回火時組（zǔ）織變（biàn）化相聯係（xì）的（de），它與鋼（gāng）的熱穩（wěn）定性共同表征鋼在高溫下的組織穩定性程度，表征模具（jù）在（zài）高溫下的變（biàn）形抗力。
模具的（de）力學性能要（yào）求-- 熱疲勞抗力及斷裂韌度
熱疲勞抗力表征了材（cái）料熱疲勞裂紋萌生前的工作壽命和萌生後的擴展速（sù）率。熱疲勞通（tōng）常以20℃—750℃條件下反複加熱（rè）冷卻時所發生裂紋的循（xún）環次數或當循環一定次數後測定裂紋長度來確（què）定。熱（rè）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，擴展量小（xiǎo）、擴展緩慢。斷裂韌度則表征了裂紋（wén）失穩擴展抗力，斷（duàn）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（wēn）磨（mó）損與抗氧化性（xìng）能
高溫磨損（sǔn）是熱作模具主要失效（xiào）形（xíng）式之一，正常情況下，絕大多數錘鍛模及壓力機模具都因磨損而失效（xiào）。抗熱磨損是對（duì）熱作模具的使用（yòng）性能的要求，是多種高溫（wēn）力學性能的綜（zōng）合體現。現在國內已有（yǒu）單位在自製的熱磨損（sǔn）機上進行模具熱磨損試驗，收到較（jiào）理想的試驗效果。
實際使用（yòng）表明，模具材料抗氧化性能的優劣，對模（mó）具使用壽命影響很大。因氧化會加劇模具工作過程中（zhōng）的（de）磨損，導致模具型腔尺寸超差而（ér）報廢。氧化還會使模具表麵產生腐蝕溝，成為熱（rè）疲勞（láo）裂紋起源．加劇模具（jù）熱疲勞裂紋的萌生。