模具材料的性能是由模具材料的成分和熱處理後的組（zǔ）織（zhī）所決定的。模具鋼的基本（běn）組織是由馬氏體基體以及在（zài）基體上分布著的碳化物和（hé）金屬間化合物等構成。
模（mó）具鋼的性能應該滿足某種（zhǒng）模具完成額定工作量所具備的（de）性能（néng），但因各類模具使用條件及所完成的額（é）定工作量指標均不相同，故對模具性能要求也不同。又因為不同鋼的化學成分和組織對各種性（xìng）能的影響不同，即使同一牌號（hào）的鋼也不可能（néng）同時（shí）獲得（dé）各種性能的最佳值，一般某些性能的（de）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鋼及最佳處理（lǐ）工藝，使之達到主要性能最優，而其他性能損（sǔn）失最小的目的。
對各類模具鋼提出的性能要求主要包括：硬度、強度（dù）、塑性和韌性等。
模具的力學性能要求--硬度
硬度表征了（le）鋼（gāng）對變形（xíng）和接觸應力的抗力。測硬度的試樣易於製備，車間、試驗室一般都配備有硬度計（jì），因（yīn）此，硬度是很容易測定的一種性能，而且硬度與強度也有（yǒu）一定關係，可通過硬度強度換算關係得到材料硬度值（zhí）。按硬（yìng）度（dù）範圍劃定的模具類（lèi）別（bié），如高硬度（52～60HRC），一般用於冷作模具，中等硬度（40～52HRC），一般用於熱作模具（jù）。
鋼的硬度與成分（fèn）和組織均有密切關係，通過熱處理，可以獲得很寬的硬度變化範（fàn）圍。如新型（xíng）模具鋼（gāng）012Al和CG－2可分別采用低溫回火處理後硬度為60～62HRC，采用高溫回火處理後硬度為50～52HRC，因此可用來製（zhì）作硬度要求不同的冷、熱作模具。因（yīn）而這類模具（jù）鋼可（kě）稱為冷作、熱作兼用型模具鋼（gāng）。
模具鋼中除馬（mǎ）氏體基體外，還（hái）存在更（gèng）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（sù）體 約100
馬氏體：ω C 0.2% 約530
馬氏體：ω C 0.4% 約560
馬（mǎ）氏體：ω C 0.6% 約（yuē）920
馬氏體：ω C 0.8% 約980
滲碳體(Fe 3 C) 850～1100
氮化物 1000～3000
金（jīn）屬間化合物 500
模具（jù）鋼的硬（yìng）度主要取決於馬氏體中溶解的碳量（或含氮量），馬氏體（tǐ）中的（de）含碳量取決於奧氏體化溫（wēn）度和（hé）時間。當溫度和時間增加時，馬氏體中的含碳量增多馬氏體硬度會增加（jiā），但淬火加熱溫度過（guò）高會使奧氏體晶粒增大，淬火（huǒ）後殘留奧氏體量增多（duō），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（de）合金化程度有關，尤其當回火時表現（xiàn）更（gèng）明（míng）顯（xiǎn）。隨回火溫度的增高，馬氏體中（zhōng）的（de）含碳量在減少，但當鋼中合金含量越高時，由於（yú）獼散的合（hé）金碳化（huà）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。
模具的力學性能（néng）要求--塑性（xìng）
淬（cuì）硬的模具（jù）鋼塑性較差，尤其是冷變形（xíng）模具鋼，在很小的塑性變形時即發生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞，通常采用斷（duàn）後伸長率和斷麵收縮率兩個指標表示
斷（duàn）後伸長率是指拉伸試樣拉斷以後長度（dù）增（zēng）加的（de）相對百分（fèn）數，以δ表示。斷後伸長率δ數值越大，表明鋼材塑（sù）性越好。熱模鋼的塑性明顯高於冷模鋼。
斷麵收縮率是指拉伸（shēn）試棒經拉伸變形和拉斷以後，斷裂部（bù）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，截麵幾乎沒有縮小，即沒有縮頸產生，ψ值很小，說明塑（sù）性很差（chà）。
模具的力（lì）學性能要求--韌性
韌性是模具鋼的一種重要性能指標，韌性決定（dìng）了材料在（zài）衝擊試驗力作用下對破裂的抗（kàng）斷能力。材（cái）料（liào）的韌性越高，脆斷的（de）危險性越小，熱疲勞強度（dù）也越高。對於衡量模具（jù）脆斷傾向，衝擊韌度試驗具有重要意義。
衝擊韌度是指衝擊（jī）試樣缺口處截（jié）麵（miàn）積（jī）上的衝擊吸收功，而衝（chōng）擊（jī）吸收功是（shì）指（zhǐ）規定形狀和（hé）尺寸的試樣在衝擊（jī）試驗力一次作（zuò）用下折斷時所吸收的功（gōng）。衝擊試驗有夏比U形缺口衝擊試驗（yàn）（試樣開成U形缺口）、夏（xià）比V形缺口衝擊試驗（試樣開成V形缺口）以及艾式衝擊試驗。
影響衝擊韌度的因（yīn）素很多。不同（tóng）材質的模具鋼衝擊韌度相差很大，即使同一種材料，因組織狀態不同、晶粒大小（xiǎo）不（bú）同、內應力狀態不（bú）同（tóng）衝擊韌（rèn）度也（yě）不相（xiàng）同。通常是晶粒越粗大，碳化物偏析越嚴重（帶狀、網狀等（děng）），馬氏體組織越粗大等都會促使（shǐ）鋼材變脆。溫度不同，衝擊韌度也不相同。一般情況是溫度越（yuè）高衝擊韌度值越高，而有的鋼常溫下韌性很好，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，必須采取合理的鍛造及熱處理工藝。鍛造時應使碳化（huà）物盡量打碎，並減少或（huò）消除碳化物偏（piān）析，熱處（chù）理淬火時防止晶粒過（guò）於（yú）長大，冷卻（què）速度不（bú）要過高，以防內應力產生。模具使（shǐ）用前或使用過程中應采取一些措施減少內應力（lì）。
模具的力（lì）學性能要（yào）求--特殊性能要求
由於模具種類繁多，工作條件差別很（hěn）大（dà），因此模具的常規性能及相互配合要求也各不相同，而且某種模（mó）具實際性能與試樣在特定條件（jiàn）下測得的數據也不一致。所以，除測定材料的常規性能外，還（hái）必須根據所模擬的實際工（gōng）況條件（jiàn），對模具使（shǐ）用特性進行測量，並對模具的特（tè）殊性能提出要求，建立（lì）起正確評價模具性能的體係。
對熱作模具必須測試在高溫（wēn）條件下的硬度、強度和衝擊韌度。因（yīn）為熱作模具是在某一特定溫度下服役，在（zài）室溫（wēn）下測定的性能數據，當溫度升高時要（yào）發生變化。性能（néng）變化趨勢和速率相（xiàng）差也很大，如A種材料在室（shì）溫下硬度雖比材料B高（gāo），但隨溫度上升，硬度下降顯著，到達—定溫（wēn）度後，硬度值反而會（huì）低（dī）於材料B。那麽，當在（zài）較（jiào）高溫度工作條件下要求耐磨性高時（shí），就（jiù）不能選用（yòng）A種材料，而需選用室溫下硬度值雖較低但隨溫度上升（shēng），硬度下降緩慢的（de）材料B。
對（duì）熱作模具除（chú）要求室主高溫條（tiáo）件下的硬度、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--熱穩定性（xìng）
熱穩定性表征鋼在受熱過（guò）程（chéng）中保持金相組織和性能的穩定能力。通常，鋼的熱穩（wěn）定性用回火保溫4h，硬度降到45HRC時（shí）的最高加熱溫度表示（shì）。這種方法與材料的原（yuán）始（shǐ）硬（yìng）度有關，有資料將達到預定強度級（jí）別的鋼加（jiā）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（rè）穩（wěn）定性預測模具的壽命水平（píng）。
模具（jù）的力學性能要求--回火（huǒ）穩定性
回（huí）火穩定性指（zhǐ）隨（suí）回火溫度升（shēng）高，材料的強度（dù）和硬度下降快慢的程度，也稱回火抗力或抗回火軟化能力。通常以鋼的回火溫（wēn）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（huí）火穩定（dìng）性也是與回（huí）火時（shí）組織變化相聯係（xì）的，它與鋼的（de）熱穩定性（xìng）共同表征鋼在高（gāo）溫下（xià）的組織穩定性程（chéng）度，表征模具在（zài）高溫下（xià）的變（biàn）形抗力。
模具的力學性能（néng）要求-- 熱疲勞抗力及（jí）斷裂（liè）韌度
熱疲（pí）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（hòu）的擴展速率。熱疲勞通常以20℃—750℃條件下反複加（jiā）熱冷卻時（shí）所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（de）材料不易發生熱疲勞裂紋，或當（dāng）裂紋萌生後，擴展量小、擴展緩慢。斷裂韌度則表征了（le）裂紋失穩擴展抗力，斷裂韌度（dù）高（gāo），則裂紋不易發生失穩擴展。
模具的力學性能要（yào）求-- 高溫磨損與抗（kàng）氧化性能
高溫磨損是熱作模具（jù）主要失效形（xíng）式之一，正（zhèng）常情況下，絕大多數錘鍛模（mó）及壓力機模具都因磨損而（ér）失效。抗熱磨損（sǔn）是對熱作模具的使用性能的要求，是多種高溫力學性能（néng）的綜合體現。現在國內已有單位在自製的熱磨損機上進行模具熱磨損試驗（yàn），收到較理想的試驗效果。
實際使用表明，模具材料抗氧化性能的（de）優劣，對模具使用壽命（mìng）影響很大。因氧化（huà）會加劇模具工作過程中的磨損，導致模具型腔尺寸超差（chà）而報廢。氧化還會（huì）使模具表麵產（chǎn）生腐蝕（shí）溝，成（chéng）為熱疲勞裂（liè）紋起源．加劇模具熱疲勞裂紋的萌生。