模具材料的（de）性能是由模具材料的成分和熱處理後的組織所決定的（de）。模具鋼的基本（běn）組（zǔ）織是由馬（mǎ）氏體基體以及在基體上分布著的碳化物（wù）和金屬間（jiān）化（huà）合物等構成。
模具鋼的性能應該滿足（zú）某種模具完成額定（dìng）工作量所具備的性（xìng）能，但因各類模具（jù）使（shǐ）用條件及所完（wán）成的額定工（gōng）作（zuò）量指標均不相同，故（gù）對模具性能要求也不同。又（yòu）因為不同鋼的化學成分（fèn）和組織對各（gè）種性能的影響不同（tóng），即使同一牌號的鋼也不可能同時獲得各（gè）種（zhǒng）性能的最佳值，一般某些性（xìng）能的改善會損（sǔn）失其他的性能。因而，模具（jù）工作者（zhě）常根據模具工作條件及工作定額要求選用模（mó）具鋼及最佳處理工藝，使之達到主要性能最優，而其他性能（néng）損失最（zuì）小的目的。
對各類（lèi）模具鋼提出的性能要求主要包括：硬度、強度、塑性和韌性等。
模具的力學性能要求--硬度
硬度表征了鋼對變形和接觸應力的抗（kàng）力。測硬度的試（shì）樣（yàng）易於製備，車間、試驗室一般都配備有硬度計，因此（cǐ），硬度（dù）是很容易測定的一種性（xìng）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（liào）硬（yìng）度值。按硬度範圍劃（huá）定的模具類別（bié），如高硬度（52～60HRC），一般用於冷作模具，中等硬（yìng）度（40～52HRC），一般用（yòng）於熱作模具。
鋼的硬度與成分和組織均（jun1）有密切關係（xì），通過（guò）熱處理，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（yòng）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（wéi）50～52HRC，因此可（kě）用來製作（zuò）硬度（dù）要求（qiú）不同的冷、熱作模具。因而這類模具鋼可稱為冷作（zuò）、熱作兼用型模具鋼。
模具（jù）鋼（gāng）中除馬氏體基（jī）體外，還存在更高硬度的其他相，如碳化物、金屬間化合物等。表l為常見碳化物及合金相的硬度值。
相（xiàng） 硬度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（tǐ）(Fe 3 C) 850～1100
氮化物 1000～3000
金屬間化（huà）合物 500
模具鋼的硬度（dù）主要取（qǔ）決於馬氏體中溶解的碳量（或含氮量），馬氏體中的含碳量取決（jué）於奧氏體化溫度和時間。當溫度（dù）和時間（jiān）增加時，馬氏體中的含（hán）碳量增多馬氏體硬度會增（zēng）加，但淬（cuì）火加熱溫度（dù）過高會使奧氏體晶粒增（zēng）大，淬火後殘留奧氏體量增多，又會導致（zhì）硬度下降。因此，為選擇最佳淬火溫度，通常要先作出該鋼（gāng）的淬火溫度—晶粒度—硬度關係曲線。
馬氏體中的含碳量在一定程度上與鋼的合金化程度有關，尤其當回（huí）火時表現（xiàn）更明顯。隨回火溫度的增高（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（huà）物折出及殘留（liú）奧氏（shì）體向馬氏體的轉變，所發生的二次硬化效應越明顯，硬化峰值越高（gāo）。
模具的力學性能要求--塑（sù）性
淬硬的模具鋼塑性較（jiào）差，尤（yóu）其是冷變形模具鋼，在很小的塑性變（biàn）形時即發生（shēng）脆斷。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（liǎng）個指標表（biǎo）示
斷後伸長率是指拉伸試（shì）樣拉斷以後（hòu）長度增加（jiā）的（de）相對百分數，以δ表示。斷後（hòu）伸（shēn）長率δ數值越大，表明鋼材塑性越好（hǎo）。熱模鋼的塑性明顯高於冷模鋼（gāng）。
斷麵收縮率是指拉（lā）伸試棒經拉伸變形和拉斷以後，斷（duàn）裂部分截麵的縮小量與原始截麵之（zhī）比，以ψ表示。塑性材料拉斷（duàn）以（yǐ）後有明顯的縮頸，所以（yǐ）ψ值較大。而脆（cuì）性（xìng）材料拉斷後，截麵幾乎沒有縮小，即沒有縮頸產（chǎn）生（shēng），ψ值很小，說（shuō）明塑性很差。
模具的力學性能要求--韌（rèn）性
韌性是模具鋼的（de）一種重要性能指標，韌性決定了材料在衝擊試驗力作用下對（duì）破裂的抗斷能力。材料的（de）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（jù）有重（chóng）要意（yì）義。
衝擊韌度是指衝擊（jī）試（shì）樣缺口處截麵積上的衝擊吸收功，而（ér）衝擊吸收功是指規定形狀和尺寸的試樣（yàng）在衝（chōng）擊試驗力（lì）一次作用下折斷時所吸收的（de）功。衝擊試驗有夏比U形缺（quē）口衝擊試驗（試（shì）樣開成U形缺口）、夏比V形缺口衝擊試驗（試樣開成V形缺口（kǒu））以及艾式衝擊試驗。
影響衝擊韌度的（de）因素很多。不同材質的模具鋼衝擊韌度相差很大，即使同一種（zhǒng）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（dù）也不相同。通常（cháng）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（rèn）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（hǎo），當（dāng）溫度下降到零下20～40℃時會變成脆性鋼。
為了提高（gāo）鋼的韌性，必須（xū）采取合（hé）理的（de）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，熱處理淬火時防止晶粒過於長（zhǎng）大，冷（lěng）卻速度（dù）不（bú）要過高，以防內應力產生。模具使用前（qián）或使（shǐ）用過程中應采取一些（xiē）措施減少內（nèi）應力。
模具的力學（xué）性能要求--特殊性能要求
由（yóu）於模具種類繁多，工作條（tiáo）件差別很大，因此模（mó）具的常規性能及相（xiàng）互配合要求（qiú）也各不相同（tóng），而且某種模具實（shí）際性（xìng）能與試（shì）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（bì）須根據（jù）所模擬（nǐ）的實際工況條件，對模具使用特性進行測量，並對模（mó）具的特殊性能（néng）提出要求（qiú），建立起正（zhèng）確評價模具性能的體係。
對熱作模具必須測試在高溫條件下的硬度、強度和衝擊韌度。因為熱作（zuò）模具是（shì）在某一特定溫（wēn）度下服役，在室溫下測定的性能數據，當（dāng）溫度升高時要發生變化。性（xìng）能變化趨勢和（hé）速率相差也很大，如A種材料在室溫下硬度雖比材料B高（gāo），但隨溫度上升，硬度下降顯著（zhe），到達—定溫度後（hòu），硬度值反而會低於材料B。那（nà）麽（me），當在較高溫（wēn）度工作條件下要求耐磨性高時，就不能選用A種材料，而需選用室溫下硬度值雖較低但隨溫度上升，硬度下降緩慢的材料（liào）B。
對熱作模（mó）具除要（yào）求室主高溫條件下的硬度、強度、韌性外，還要求具（jù）有某（mǒu）些特殊性能。
模具的力學性能要求--熱（rè）穩定性
熱穩定性（xìng）表征鋼在受熱過程中保持金相組（zǔ）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時的最高加熱溫度表示。這種方（fāng）法與材料的原始硬度有關，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模失效硬度35HRC的最高加熱溫度定為（wéi）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，可以根據熱穩定性預（yù）測模具的壽命水平。
模（mó）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（liào）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（huǒ）溫度-硬（yìng）度曲線來（lái）表示，硬度下降慢則表示回火穩定性高或回（huí）火抗力（lì）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在高溫下的組（zǔ）織穩定性程度，表征模具在高溫下（xià）的變形抗力（lì）。
模具的力學性能要求-- 熱疲勞抗力及斷（duàn）裂韌度
熱疲勞抗（kàng）力表征了材料熱疲勞裂紋萌生前的工作壽命和萌生後的擴展速（sù）率。熱疲勞通常以20℃—750℃條件（jiàn）下（xià）反複加熱冷卻時所發生（shēng）裂（liè）紋的循環次數（shù）或當循環一定次數後測定裂（liè）紋長度來確定。熱疲勞抗力高（gāo）的材料不易發生熱疲勞裂紋，或當裂紋萌生（shēng）後（hòu），擴展量小、擴展緩慢。斷裂韌度則表征了裂（liè）紋失穩擴展抗力，斷裂韌度高，則裂紋不易發生失穩擴展。
模具的力學性能要求-- 高溫（wēn）磨損與（yǔ）抗氧化性能
高溫磨損是熱作模具主要失（shī）效（xiào）形式之一，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。抗熱磨損是（shì）對熱作模（mó）具的使用（yòng）性能的要求（qiú），是多種高溫（wēn）力學性能的綜合體現。現在國內已有單位在自製的（de）熱磨損機上進行模具熱磨損試驗，收到較理想的試驗（yàn）效（xiào）果。
實際使用（yòng）表明，模具材料抗氧化性能的優劣，對模（mó）具（jù）使用（yòng）壽命影響很大。因氧化會加劇模具工作（zuò）過程中的磨損，導致模具型腔尺寸超差而（ér）報廢。氧化還會使模具（jù）表（biǎo）麵產生腐蝕溝，成為熱疲勞裂紋起源．加劇模具熱疲勞裂紋（wén）的萌生。