模具材料的性能（néng）是由模具（jù）材料的（de）成（chéng）分和熱處（chù）理後的組織所決（jué）定的。模具鋼的基本組織是由馬氏體基體以及在基體上分布著（zhe）的（de）碳化物和金屬間化合物等構成。
模具鋼的性能（néng）應該滿（mǎn）足某種模具（jù）完成額定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（zuò）量指標均不相同，故對模具性能要求也不同。又因為不同鋼（gāng）的（de）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值，一（yī）般某些性（xìng）能的改善會損失其他的性能。因而，模具工作者（zhě）常根據模具工作條件及工作定額要求選用模具（jù）鋼及最（zuì）佳處理工藝，使之達到主要性能最優，而其他性能損失最小的（de）目的。
對各類模具鋼提出的性能要求主要包括（kuò）：硬度、強度、塑性和（hé）韌性等。
模具的力學性能要求（qiú）--硬度
硬度表征了鋼對變形和接觸應力的抗力。測（cè）硬度的（de）試樣易於（yú）製備，車間、試驗室一般都配備有（yǒu）硬度計，因此，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（kě）通過硬度強度（dù）換算（suàn）關係得到材料硬度（dù）值。按（àn）硬度範圍劃定的模具（jù）類別，如高硬度（52～60HRC），一般用於冷作模具（jù），中等硬度（40～52HRC），一般用於熱作模具。
鋼的硬度與成分和（hé）組織（zhī）均有（yǒu）密切關係，通過熱處理，可以獲得很寬的硬度變化範圍。如新型模（mó）具鋼012Al和CG－2可分別采（cǎi）用低溫（wēn）回火處（chù）理（lǐ）後硬度為60～62HRC，采用高溫回（huí）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冷作、熱作兼用型模（mó）具鋼。
模具鋼中除馬氏體基體外，還存（cún）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（tàn）化物及合金相的硬度值。
相 硬度HV
鐵素體（tǐ） 約（yuē）100
馬氏體：ω C 0.2% 約530
馬（mǎ）氏體：ω C 0.4% 約560
馬氏體（tǐ）：ω C 0.6% 約（yuē）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（jīn）屬間化合物 500
模具鋼的硬度主要取決於馬氏體中溶解的碳量（或含氮（dàn）量），馬氏體中的含碳量取決（jué）於奧（ào）氏體化溫度和時（shí）間。當溫度和時（shí）間增加時，馬氏體中（zhōng）的含碳量增多馬氏體硬度會增加，但淬火加熱溫（wēn）度過高（gāo）會使奧（ào）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，為選擇最佳淬火溫度，通常要先作出該鋼的淬火溫（wēn）度（dù）—晶粒度—硬度關係曲線。
馬氏體中的含碳（tàn）量在一定程（chéng）度上與鋼的合金化程度有關，尤其當回火時（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，但當鋼（gāng）中合金（jīn）含量越高時，由於（yú）獼散的合金碳化物折出及殘留（liú）奧氏體向馬氏體的轉變，所發生的二次硬化效應越明顯，硬化峰值越高。
模具的力學性能要求--塑性
淬硬的模具鋼塑性較（jiào）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（sù）性（xìng）好壞（huài），通常采用斷後伸長率和斷麵收縮率兩個指標表示
斷後伸長（zhǎng）率是指拉伸試（shì）樣拉斷以後長度增加的相對百分數，以δ表示。斷後伸長率δ數值越大，表明鋼材塑性越好。熱模（mó）鋼（gāng）的塑性明（míng）顯高於冷模鋼。
斷麵收縮率是指拉伸試棒（bàng）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（méi）有縮小，即沒有縮頸產生，ψ值很小，說明塑性很（hěn）差。
模具的力學性能要求--韌性
韌性（xìng）是模具鋼的一種（zhǒng）重要性（xìng）能指標，韌性決定了材料在衝擊試驗力作用下對破裂（liè）的（de）抗斷能（néng）力。材料的韌性越高，脆斷（duàn）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（shì）驗具有重要意義。
衝擊韌度是指衝擊試樣（yàng）缺口處截麵積上的衝擊吸收功，而衝擊吸收（shōu）功是指（zhǐ）規定形狀和尺寸的試樣（yàng）在衝擊試驗力一次作用下折斷時（shí）所吸收的（de）功。衝擊試驗（yàn）有夏比U形缺（quē）口衝擊試驗（試樣開成U形缺口）、夏比V形缺口衝擊試驗（試樣開成（chéng）V形缺口）以及艾式衝擊試驗。
影響（xiǎng）衝擊韌度的因素（sù）很多。不同材質的模具（jù）鋼衝擊（jī）韌度相（xiàng）差很大，即使同一種材料（liào），因組織狀態不同（tóng）、晶粒大小不同、內應力狀態不同衝擊韌度也不相同。通（tōng）常是晶粒越粗大，碳化物偏析越嚴重（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（dù）也不相同（tóng）。一般情況是溫度越高衝擊韌度值越高，而有的鋼常溫下（xià）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（de）韌性，必須采取合理的鍛造及熱處理工藝（yì）。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大（dà），冷卻速（sù）度不要過高，以防內（nèi）應力產生。模具使用前或使用（yòng）過程中應采取一些措施減少內應力。
模（mó）具的力學（xué）性能要求--特殊性能要求
由於模具種類繁多（duō），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（gè）不相同，而且某種模具實際性能與試樣在特定條件下（xià）測得的數據（jù）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（jì）工況（kuàng）條件，對模具使用特性進行（háng）測量，並對模具的特殊性（xìng）能提出要求，建立起正確評價模具性能的體係。
對熱作模具必（bì）須測試在高溫條（tiáo）件下的硬度、強度和衝擊韌度。因為熱作模具是在某（mǒu）一特定溫度下服役，在室溫下測定的性能數據，當溫度升高時要發生變化。性能變化趨勢和速（sù）率相差（chà）也很大，如A種材料在室溫下硬度雖比材料B高，但（dàn）隨溫度（dù）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（dāng）在較高溫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（jiào）低（dī）但隨溫度上升，硬度下降緩慢（màn）的材料B。
對熱作模具除要求室主高溫條件下的硬（yìng）度、強（qiáng）度（dù）、韌性外，還要求具有某些（xiē）特殊性能。
模具的力學（xué）性（xìng）能要求--熱穩定性
熱穩定（dìng）性（xìng）表征（zhēng）鋼在受熱過程中保持金相組織和（hé）性能的穩定能（néng）力。通常，鋼（gāng）的（de）熱穩定性用回火保溫（wēn）4h，硬度降到45HRC時（shí）的（de）最高加（jiā）熱溫（wēn）度表示。這種方法與（yǔ）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（wēn）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具，可以根據熱穩定性預測模具的壽命水平。
模具的力學性能要求--回火（huǒ）穩定性
回火穩定性指隨回火溫度升高，材料的強度和硬（yìng）度下降快慢的程度，也稱回火抗力或抗回火軟化能力。通常以鋼的回火溫（wēn）度（dù）-硬度曲線來表示，硬（yìng）度下降慢則表示回火穩定性高或（huò）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（gāng）的熱穩定性共同表征鋼在高溫（wēn）下的組織穩定性程度，表（biǎo）征模具在（zài）高溫下的變形抗力。
模（mó）具（jù）的力（lì）學性（xìng）能要求-- 熱疲勞抗力及（jí）斷裂韌度
熱疲勞抗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（tiáo）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（rèn）度則表征了裂紋失穩擴展抗力，斷裂韌度高，則（zé）裂紋不易發生失（shī）穩擴展。
模具的力學性能要求-- 高溫磨損與抗氧化性能
高溫磨損是熱作模具主要失效形式之一，正（zhèng）常情況下，絕大多數錘鍛模及壓（yā）力機模具都因磨損而失效。抗熱磨損是對熱作模具的（de）使（shǐ）用性能的要求，是多（duō）種高溫力學性能的綜合體現。現在國內已有單位在自製的熱磨（mó）損（sǔn）機上進行模具熱（rè）磨損試驗，收（shōu）到較理想的試驗效果。
實際使用表明，模具材料抗氧化性能的優劣，對（duì）模具使用壽命（mìng）影（yǐng）響很大。因氧（yǎng）化會加劇（jù）模具工作過程中（zhōng）的磨損，導致模具型腔尺寸超差（chà）而報廢。氧化還（hái）會使模具（jù）表麵產（chǎn）生腐蝕溝，成為熱疲勞裂紋（wén）起（qǐ）源．加劇模具熱疲勞裂紋（wén）的萌生。