模具材料的性（xìng）能是由模具材（cái）料的（de）成分和熱處（chù）理後的組織所決定（dìng）的。模具鋼（gāng）的基本組（zǔ）織是由馬（mǎ）氏體基體以及在（zài）基體（tǐ）上（shàng）分布著的碳化物和金屬（shǔ）間化合物等構成。
模具（jù）鋼的性能應該滿足某種模具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（suǒ）完成（chéng）的額定工作量指標均（jun1）不相同，故對模具性能要（yào）求也不同。又因（yīn）為不同鋼的化學成分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（gè）種性（xìng）能的最佳值，一般（bān）某些性能的改善會損（sǔn）失其他的（de）性能。因而，模（mó）具工作者常根（gēn）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（zhī）達到主要性（xìng）能最優，而其他性能損失最小的目（mù）的。
對各類模具鋼提出的性能要求主要包括：硬度、強（qiáng）度（dù）、塑性和韌性等。
模（mó）具的力學性能要求--硬度
硬度表征了鋼對變形和（hé）接觸應力的（de）抗力（lì）。測硬（yìng）度的試樣易於（yú）製備，車間、試驗室（shì）一般都配備有硬度計，因（yīn）此，硬度是很容易測（cè）定的（de）一種性（xìng）能（néng），而（ér）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度（dù）值。按（àn）硬度範圍劃定的模具類別，如高（gāo）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。
鋼的硬度與成分和組織均有密切關係，通過熱處理，可以獲得很寬（kuān）的硬度變化範圍。如新型模具鋼012Al和CG－2可分別采用低溫回火處理後硬度為60～62HRC，采用高溫回火處理後硬度為50～52HRC，因此可用來製作硬度要求不（bú）同的冷、熱（rè）作模具。因（yīn）而這（zhè）類模具鋼可稱為冷作、熱作兼用型模具鋼。
模具鋼中除馬氏（shì）體基體外，還存在更高硬度的其他相，如碳化物、金屬間化合物（wù）等。表l為常見（jiàn）碳化物及合金（jīn）相的硬度（dù）值（zhí）。
相 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(Fe 3 C) 850～1100
氮化物 1000～3000
金（jīn）屬間化合物 500
模具（jù）鋼的硬度（dù）主（zhǔ）要取決於馬氏體中溶解的碳量（liàng）（或含氮量），馬氏體中的含碳量（liàng）取決於奧氏體化（huà）溫度和時間。當溫度和時間增加（jiā）時，馬氏體中的含碳量增多（duō）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（liú）奧（ào）氏體量增多，又會導致硬度下降。因此，為選擇最佳淬火（huǒ）溫度，通常要先作出該鋼的（de）淬（cuì）火（huǒ）溫度—晶粒（lì）度—硬（yìng）度（dù）關係曲線（xiàn）。
馬氏體中的（de）含碳（tàn）量在一定程度上與鋼的合金化程度有關，尤其（qí）當回火時表現更明顯。隨回火溫度的增高，馬氏體（tǐ）中的含碳量在減少，但當（dāng）鋼中（zhōng）合金含量越高時，由於獼散（sàn）的合金碳化物折出及殘（cán）留奧氏體向馬氏體（tǐ）的轉變，所發生的（de）二次（cì）硬化效應越明顯，硬化峰值越高（gāo）。
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）冷變形模具鋼，在很小的塑性（xìng）變（biàn）形時（shí）即發生（shēng）脆斷。衡（héng）量模（mó）具鋼塑性好壞，通常采（cǎi）用斷後伸長率和斷麵收縮率兩個指標表示
斷後伸（shēn）長率是指（zhǐ）拉伸試樣拉斷以後長度（dù）增加的相對百分數，以δ表示（shì）。斷後伸長率δ數值越大，表明鋼材塑性越好。熱模（mó）鋼的塑性明顯高於冷模鋼（gāng）。
斷麵收縮率是指拉伸試棒經拉伸變形和拉斷以後，斷裂部分截麵的縮（suō）小量與原始截麵之比，以ψ表示。塑（sù）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（lā）斷（duàn）後，截麵幾乎沒有縮小，即沒有縮（suō）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（zhǐ）標，韌性決定了（le）材料在衝擊試驗力作用下對破裂（liè）的抗斷能力。材料的韌性越高，脆斷的危險（xiǎn）性越小，熱疲（pí）勞強度也越高。對於衡量模具脆斷傾向，衝擊韌度試驗具有重要意義（yì）。
衝擊（jī）韌度（dù）是（shì）指衝擊試樣缺口處截麵積上的衝擊吸收功（gōng），而衝擊吸收功是指規定形狀和尺寸的試樣在衝擊試驗力一次作用下折（shé）斷時所吸收的（de）功（gōng）。衝擊試驗（yàn）有夏比U形缺口衝（chōng）擊試驗（試樣開成U形缺口）、夏比V形缺口衝擊（jī）試驗（試樣開（kāi）成（chéng）V形缺（quē）口）以及艾式衝擊試驗。
影響衝擊韌度的（de）因素很多。不同材（cái）質的模具鋼衝擊韌度相（xiàng）差很大，即使同一種材料，因組織（zhī）狀態不同、晶粒大小（xiǎo）不同、內應力狀態不同衝擊韌度也不（bú）相同。通常是晶粒越粗大，碳化物（wù）偏析越嚴重（帶狀、網狀（zhuàng）等），馬氏體組織越粗大等（děng）都會促使鋼材變（biàn）脆。溫度不同，衝擊韌度也不相同。一般情況（kuàng）是溫度越高衝擊韌度值越高，而有的鋼常（cháng）溫下韌性很好，當溫度（dù）下降到零下20～40℃時會變成脆性（xìng）鋼。
為了提高鋼的（de）韌性，必須（xū）采（cǎi）取合理的鍛造及熱處理（lǐ）工藝。鍛造時應使碳化物盡量打碎，並減少（shǎo）或消除碳化物偏析，熱處（chù）理淬火時防止晶粒過於長大，冷（lěng）卻速度不要（yào）過高，以防內應力產生。模具使用前或使用過程中應采取一些措施（shī）減少內應力。
模具的力學性能要求--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（jù）的常規性（xìng）能及相互配合要求（qiú）也（yě）各不相同，而且某種模具實際性能與試樣在特（tè）定條件下測（cè）得的數據也不一致。所以，除（chú）測定材料的常規性能外，還必須根據所（suǒ）模擬的實際（jì）工（gōng）況條件（jiàn），對模具使用特性進行測量，並對（duì）模具的特殊性能提出要求，建立起正確評價模具性能的體係。
對熱作（zuò）模具（jù）必須測（cè）試在高溫條件（jiàn）下的硬（yìng）度、強度和（hé）衝擊韌度。因為熱作模具是在某一特定（dìng）溫度下服役，在室溫下測定的性能數據（jù），當溫度升（shēng）高時要發生變化。性（xìng）能變化趨（qū）勢和速率相差也很大，如A種材料在室溫下硬度（dù）雖比材料B高，但隨溫度上升，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，當在較高溫度工作條件下（xià）要求耐磨性高時，就不能選用（yòng）A種材料（liào），而需（xū）選用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（jù）除要求室主高溫條件（jiàn）下的硬度、強度、韌性外，還要求具（jù）有某些特殊性能。
模（mó）具（jù）的力學性能要求--熱穩定性
熱穩定性表征鋼在受熱過程中（zhōng）保（bǎo）持金相組織和性能的穩定能力。通常，鋼的熱穩定性用回（huí）火保溫4h，硬度降到45HRC時的最高加熱溫度（dù）表示。這種方法與材料的原始（shǐ）硬度有關，有資料將達（dá）到預定（dìng）強度（dù）級別的鋼加熱，保溫2h，使硬（yìng）度降到一般熱鍛模失效硬度35HRC的最高加熱溫度定（dìng）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（mó）具的（de）壽（shòu）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（dù）升高，材料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（lì）。通常以鋼（gāng）的回火溫度-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。回火穩定性也是與回火時組織變化相聯係的（de），它與鋼（gāng）的熱穩定性共同表征鋼在高溫下的組織穩定性程度，表（biǎo）征模具在高溫（wēn）下的（de）變形抗力。
模具的（de）力學性能要求-- 熱疲勞抗（kàng）力及斷裂（liè）韌度（dù）
熱疲勞抗力表征了材（cái）料熱疲勞裂紋萌生前（qián）的工作壽命和萌生後的擴（kuò）展（zhǎn）速率。熱疲勞通常以20℃—750℃條件下反複加熱冷卻時所發生裂紋的循環次數或當循環一定次數後測定裂（liè）紋長度來確（què）定。熱疲勞（láo）抗力（lì）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（liè）韌度則表征了裂紋失穩擴展抗力，斷裂韌度高，則裂紋不易發生失穩擴展。
模具（jù）的力學性能要求-- 高溫（wēn）磨損（sǔn）與抗氧化性能
高溫磨（mó）損是熱（rè）作模具主要失效形式之一，正常（cháng）情況下，絕（jué）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（shì）對熱作模具的使用性能的要求，是多種高溫力學性（xìng）能的綜合體現。現在國內已有單（dān）位在自製的熱磨損機上進行模具熱磨損試驗，收（shōu）到較理想的（de）試驗效果。
實際使用表（biǎo）明，模具材料抗氧化性能的優劣，對模具（jù）使用壽命影（yǐng）響很大。因氧化會加劇模具工作過程中的磨損，導致模具型（xíng）腔尺（chǐ）寸超差而報廢。氧化還會使模（mó）具表麵產生腐蝕溝，成為熱疲勞裂紋起源．加劇模具熱疲勞裂紋的萌生。