模具（jù）材料的（de）性（xìng）能是由模具材料的成分和熱處理後的組織所決定的。模具鋼（gāng）的（de）基本組織是（shì）由馬氏體基體以及在基體上分布著的碳（tàn）化物和（hé）金屬間化合物等構成。
模具鋼的性能應該滿足某種模具（jù）完成額定工作量所具備的性能，但因各類（lèi）模具使用條件及所完成的額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能的影響不（bú）同，即使同一牌號的鋼也不可能（néng）同時獲得各種性能的最佳值，一般某些性能的改善會損失其他（tā）的（de）性能。因而，模具（jù）工作者常根據模具工作條件及工作定額要求選用（yòng）模具鋼（gāng）及最佳處理工藝，使之達到主要性能最優，而其他性能損失最小的（de）目的（de）。
對各類（lèi）模具鋼（gāng）提出的性能要求主要包（bāo）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（biǎo）征了鋼對變形和接觸應力的抗力。測硬（yìng）度的試樣易於製備，車間、試驗室一般都（dōu）配備有硬度計，因此，硬度是（shì）很容易測定的一種性能，而且硬度與強度（dù）也有一定關係，可通過硬度強度換算關係（xì）得到材（cái）料硬度（dù）值。按硬度範圍劃定的模具類別，如高硬（yìng）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（de）硬度與成分和組（zǔ）織均有密切關係，通過熱處理，可以獲得很寬的硬度變化範圍。如新（xīn）型模具鋼012Al和CG－2可分別采用低溫回火（huǒ）處理（lǐ）後（hòu）硬度（dù）為60～62HRC，采用高溫回火處理後硬（yìng）度為50～52HRC，因此可用來製作硬度要（yào）求不同的冷、熱作模具。因而這（zhè）類模具鋼可（kě）稱為冷作、熱作兼用型模具鋼。
模具鋼中除馬氏體基體（tǐ）外，還存在更高（gāo）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 硬度HV
鐵素體 約100
馬氏（shì）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
金屬間化合（hé）物 500
模具鋼的硬度主（zhǔ）要取決於馬（mǎ）氏（shì）體中溶解的碳量（或含氮量），馬氏體（tǐ）中的含碳量取決於奧氏體化溫度和時間。當（dāng）溫度和時間（jiān）增加時，馬（mǎ）氏體中的含碳量增多馬氏體硬度會增加，但淬火加熱溫度過高（gāo）會（huì）使奧氏體晶（jīng）粒增大（dà），淬火後殘留奧氏（shì）體量增多，又會導致硬度下降（jiàng）。因此，為（wéi）選擇（zé）最佳淬火溫度，通常（cháng）要先作出該鋼的淬火溫度—晶粒度—硬度關係（xì）曲線。
馬氏體中的含碳（tàn）量在一定程度上與鋼的合金化（huà）程度有關，尤其當回火時表（biǎo）現（xiàn）更明顯。隨回（huí）火溫度的增高，馬氏（shì）體中的含碳量在減少，但當（dāng）鋼中合（hé）金含量越高時，由於獼散的合金碳化（huà）物（wù）折出及殘留（liú）奧氏體向馬氏體（tǐ）的轉變，所（suǒ）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（qiú）--塑性
淬硬的模具鋼塑（sù）性較（jiào）差，尤其是冷變形模具鋼，在很（hěn）小的塑性變形時即發生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞，通常采用斷後伸（shēn）長率和斷麵收縮率（lǜ）兩個指標表示
斷（duàn）後伸長率是指拉伸試樣拉（lā）斷以（yǐ）後長度增加的相對百分數，以δ表示。斷後（hòu）伸長率δ數值越大，表明鋼材塑性越好。熱模鋼的塑性（xìng）明顯高於（yú）冷模鋼。
斷麵（miàn）收縮率是指拉伸試棒（bàng）經拉伸變形和拉斷以後，斷裂部分截麵的縮小量與原始截（jié）麵之比，以ψ表示。塑性材料拉斷以（yǐ）後有明顯的縮頸，所以ψ值較大。而脆性（xìng）材料拉斷（duàn）後，截麵幾乎沒有縮小，即沒有縮頸（jǐng）產生，ψ值很小，說明塑性（xìng）很差。
模（mó）具（jù）的力學性能要（yào）求--韌性（xìng）
韌性是模具鋼的一種重要性能指標（biāo），韌（rèn）性決定了材料在衝擊試驗力作用下對破裂的抗斷能力。材料的韌性越高，脆斷的危險性越小，熱（rè）疲勞強度也越高。對於衡（héng）量模具脆斷傾向（xiàng），衝擊（jī）韌度試驗具有重（chóng）要意義。
衝擊韌度是（shì）指衝擊試樣缺（quē）口處截麵積上（shàng）的（de）衝擊吸收功，而衝擊吸收功是指（zhǐ）規定形狀和尺寸的試樣在衝擊試驗力一次作用下折（shé）斷時所吸收的功。衝擊試驗有夏（xià）比U形缺口衝擊試驗（試樣開成U形（xíng）缺（quē）口）、夏比V形缺口衝擊試驗（試（shì）樣開成V形缺口）以及艾式衝（chōng）擊試驗。
影響衝擊韌度的因素（sù）很多。不同材質的模具鋼衝擊韌度相差很大，即使（shǐ）同一種材料，因組織狀（zhuàng）態不同、晶粒大小不同、內應力狀態不同衝擊韌度也不相（xiàng）同。通常是晶粒越粗大，碳（tàn）化物偏析越嚴重（帶狀、網狀等），馬氏（shì）體組（zǔ）織越粗大等都會促使鋼材變脆。溫度不同，衝擊韌度也不相（xiàng）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（xìng）很好，當溫（wēn）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（qǔ）合理的鍛造及熱處理工藝。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大，冷卻速度不要過高，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（jiǎn）少內應力。
模具（jù）的（de）力學性能要求--特殊性能要求
由於模具種（zhǒng）類繁多，工作條件差別很大，因此模（mó）具的常規性能及相互配（pèi）合要（yào）求也各不相同，而（ér）且某種模具實際性能與試樣在特定條件下測得的數據（jù）也不一致。所以（yǐ），除測定材料的常規性能外，還必須根據（jù）所模擬的實際（jì）工況條件，對模具使用（yòng）特性進行測量，並對模具的特殊性能提出要求，建立起正確評價模具（jù）性能的體係。
對熱作模具必須測試在高溫條件下的硬（yìng）度、強度和衝擊韌（rèn）度。因為熱作模具是在某一（yī）特定溫度（dù）下服役，在（zài）室溫下測定（dìng）的性能數據，當溫（wēn）度升高（gāo）時要發（fā）生變化。性能變化趨勢（shì）和速率相差也很大（dà），如A種材料在室溫下硬度雖比材料B高，但隨溫度上（shàng）升，硬度（dù）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（jiào）高溫度工（gōng）作條件下要求耐（nài）磨性高時，就不（bú）能選用A種（zhǒng）材料，而需選用室溫下（xià）硬度值（zhí）雖較低（dī）但隨（suí）溫度上升，硬度下（xià）降緩慢的材料B。
對熱作模（mó）具除要求室主高溫條件下的硬度（dù）、強度（dù）、韌（rèn）性外，還要求具有某些特殊性（xìng）能。
模具的力學性能（néng）要求--熱穩定性
熱穩定性表征鋼在受熱過（guò）程中保持金相組織和性能（néng）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（gāo）加熱溫度表示。這種方法與材料的原始（shǐ）硬度有關，有資料將達到預定強度級別的鋼加熱（rè），保溫2h，使硬度降到一般（bān）熱鍛模（mó）失效硬度35HRC的最高加（jiā）熱溫度定為該鋼穩定性指（zhǐ）標。對（duì）於因耐熱性不足而堆積塌陷失效的（de）熱作模具，可（kě）以根據（jù）熱穩定性（xìng）預測模具的壽（shòu）命水平。
模具的力學性能要求--回火穩（wěn）定（dìng）性
回火穩定性指（zhǐ）隨回火（huǒ）溫度升高（gāo），材料（liào）的強（qiáng）度和硬度下降快慢的程度，也稱回（huí）火抗力（lì）或抗回火軟化能力。通常以鋼的（de）回火溫度-硬度曲線來表示，硬度下降慢則表（biǎo）示回（huí）火穩定性高或回火抗力大。回火穩定性也是與回火時（shí）組織變化相聯係（xì）的，它與鋼的熱穩定性共同表征鋼在高溫下的組織穩定性程度，表征模具在高溫下的變形（xíng）抗（kàng）力。
模具的（de）力學性（xìng）能要求（qiú）-- 熱疲勞抗力及斷裂韌度
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（méng）生後（hòu）的擴展速率。熱疲勞通常以20℃—750℃條件（jiàn）下反複加熱冷卻（què）時所發生裂紋的循環次數（shù）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（kuò）展量小、擴展緩慢。斷裂韌度則表征了裂紋失穩擴（kuò）展抗力，斷裂韌度高，則裂紋不易發生失穩擴（kuò）展。
模具的力學性能要（yào）求-- 高溫磨損與抗氧化性能（néng）
高溫磨損是熱作模（mó）具（jù）主要失效（xiào）形式之一，正常情（qíng）況下，絕大多數錘鍛模及壓力機模具都因磨損而失（shī）效。抗熱磨損是對熱作模具的使用性能的（de）要求，是多種高溫力學（xué）性能的綜合體現。現在（zài）國內已有單位在自製（zhì）的熱磨損機上進行模（mó）具熱（rè）磨損（sǔn）試驗，收到較理想（xiǎng）的試驗效果。
實際使用表（biǎo）明，模具材料抗氧（yǎng）化（huà）性能的優（yōu）劣，對模具使用壽命影響（xiǎng）很大。因氧化會（huì）加劇模具工作過程中（zhōng）的磨損，導致模具型腔尺寸超差而（ér）報廢。氧化還會使模具表麵（miàn）產生腐蝕溝，成為熱疲勞裂紋（wén）起源．加劇模具熱疲勞裂紋的萌生。