模具材料的(de)性能是由模具材料的(de)成分(fēn)和(hé)熱(rè)處理(lǐ)後的(de)組織所決定的(de)。模具鋼的(de)基本組織是由馬氏體基體以及在基體上分(fēn)布著(zhe)的(de)碳化(huà)物(wù)和(hé)金屬間化(huà)合物(wù)等構成。
模具鋼的(de)性能應該滿足某種模具完成額定工作量所具備的(de)性能，但因各類模具使用(yòng)條件及所完成的(de)額定工作量指标均不相同，故對(duì)模具性能要求也(yě)不同。又因爲不同鋼的(de)化(huà)學成分(fēn)和(hé)組織對(duì)各種性能的(de)影(yǐng)響不同，即使同一牌号的(de)鋼也(yě)不可(kě)能同時(shí)獲得(de)各種性能的(de)最佳值，一般某些性能的(de)改善會損失其他(tā)的(de)性能。因而，模具工作者常根據模具工作條件及工作定額要求選用(yòng)模具鋼及最佳處理(lǐ)工藝，使之達到主要性能最優，而其他(tā)性能損失最小的(de)目的(de)。
對(duì)各類模具鋼提出的(de)性能要求主要包括：硬度、強度、塑性和(hé)韌性等。
模具的(de)力學性能要求--硬度
硬度表征了(le)鋼對(duì)變形和(hé)接觸應力的(de)抗力。測硬度的(de)試樣易于制備，車間、試驗室一般都配備有硬度計，因此，硬度是很容易測定的(de)一種性能，而且硬度與強度也(yě)有一定關系，可(kě)通(tōng)過硬度強度換算(suàn)關系得(de)到材料硬度值。按硬度範圍劃定的(de)模具類别，如高(gāo)硬度（52～60HRC），一般用(yòng)于冷(lěng)作模具，中等硬度（40～52HRC），一般用(yòng)于熱(rè)作模具。
鋼的(de)硬度與成分(fēn)和(hé)組織均有密切關系，通(tōng)過熱(rè)處理(lǐ)，可(kě)以獲得(de)很寬的(de)硬度變化(huà)範圍。如新型模具鋼012Al和(hé)CG－2可(kě)分(fēn)别采用(yòng)低溫回火處理(lǐ)後硬度爲60～62HRC，采用(yòng)高(gāo)溫回火處理(lǐ)後硬度爲50～52HRC，因此可(kě)用(yòng)來(lái)制作硬度要求不同的(de)冷(lěng)、熱(rè)作模具。因而這(zhè)類模具鋼可(kě)稱爲冷(lěng)作、熱(rè)作兼用(yòng)型模具鋼。
模具鋼中除馬氏體基體外，還(hái)存在更高(gāo)硬度的(de)其他(tā)相，如碳化(huà)物(wù)、金屬間化(huà)合物(wù)等。表l爲常見碳化(huà)物(wù)及合金相的(de)硬度值。
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(huà)物(wù) 1000～3000
金屬間化(huà)合物(wù) 500
模具鋼的(de)硬度主要取決于馬氏體中溶解的(de)碳量（或含氮量），馬氏體中的(de)含碳量取決于奧氏體化(huà)溫度和(hé)時(shí)間。當溫度和(hé)時(shí)間增加時(shí)，馬氏體中的(de)含碳量增多(duō)馬氏體硬度會增加，但淬火加熱(rè)溫度過高(gāo)會使奧氏體晶粒增大(dà)，淬火後殘留奧氏體量增多(duō)，又會導緻硬度下(xià)降。因此，爲選擇最佳淬火溫度，通(tōng)常要先作出該鋼的(de)淬火溫度—晶粒度—硬度關系曲線。
馬氏體中的(de)含碳量在一定程度上與鋼的(de)合金化(huà)程度有關，尤其當回火時(shí)表現更明(míng)顯。随回火溫度的(de)增高(gāo)，馬氏體中的(de)含碳量在減少，但當鋼中合金含量越高(gāo)時(shí)，由于猕散的(de)合金碳化(huà)物(wù)折出及殘留奧氏體向馬氏體的(de)轉變，所發生的(de)二次硬化(huà)效應越明(míng)顯，硬化(huà)峰值越高(gāo)。
模具的(de)力學性能要求--塑性
淬硬的(de)模具鋼塑性較差，尤其是冷(lěng)變形模具鋼，在很小的(de)塑性變形時(shí)即發生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞，通(tōng)常采用(yòng)斷後伸長(cháng)率和(hé)斷面收縮率兩個(gè)指标表示
斷後伸長(cháng)率是指拉伸試樣拉斷以後長(cháng)度增加的(de)相對(duì)百分(fēn)數，以δ表示。斷後伸長(cháng)率δ數值越大(dà)，表明(míng)鋼材塑性越好。熱(rè)模鋼的(de)塑性明(míng)顯高(gāo)于冷(lěng)模鋼。
斷面收縮率是指拉伸試棒經拉伸變形和(hé)拉斷以後，斷裂部分(fēn)截面的(de)縮小量與原始截面之比，以ψ表示。塑性材料拉斷以後有明(míng)顯的(de)縮頸，所以ψ值較大(dà)。而脆性材料拉斷後，截面幾乎沒有縮小，即沒有縮頸産生，ψ值很小，說明(míng)塑性很差。
模具的(de)力學性能要求--韌性
韌性是模具鋼的(de)一種重要性能指标，韌性決定了(le)材料在沖擊試驗力作用(yòng)下(xià)對(duì)破裂的(de)抗斷能力。材料的(de)韌性越高(gāo)，脆斷的(de)危險性越小，熱(rè)疲勞強度也(yě)越高(gāo)。對(duì)于衡量模具脆斷傾向，沖擊韌度試驗具有重要意義。
沖擊韌度是指沖擊試樣缺口處截面積上的(de)沖擊吸收功，而沖擊吸收功是指規定形狀和(hé)尺寸的(de)試樣在沖擊試驗力一次作用(yòng)下(xià)折斷時(shí)所吸收的(de)功。沖擊試驗有夏比U形缺口沖擊試驗（試樣開成U形缺口）、夏比V形缺口沖擊試驗（試樣開成V形缺口）以及艾式沖擊試驗。
影(yǐng)響沖擊韌度的(de)因素很多(duō)。不同材質的(de)模具鋼沖擊韌度相差很大(dà)，即使同一種材料，因組織狀态不同、晶粒大(dà)小不同、内應力狀态不同沖擊韌度也(yě)不相同。通(tōng)常是晶粒越粗大(dà)，碳化(huà)物(wù)偏析越嚴重（帶狀、網狀等），馬氏體組織越粗大(dà)等都會促使鋼材變脆。溫度不同，沖擊韌度也(yě)不相同。一般情況是溫度越高(gāo)沖擊韌度值越高(gāo)，而有的(de)鋼常溫下(xià)韌性很好，當溫度下(xià)降到零下(xià)20～40℃時(shí)會變成脆性鋼。
爲了(le)提高(gāo)鋼的(de)韌性，必須采取合理(lǐ)的(de)鍛造及熱(rè)處理(lǐ)工藝。鍛造時(shí)應使碳化(huà)物(wù)盡量打碎，并減少或消除碳化(huà)物(wù)偏析，熱(rè)處理(lǐ)淬火時(shí)防止晶粒過于長(cháng)大(dà)，冷(lěng)卻速度不要過高(gāo)，以防内應力産生。模具使用(yòng)前或使用(yòng)過程中應采取一些措施減少内應力。
模具的(de)力學性能要求--特殊性能要求
由于模具種類繁多(duō)，工作條件差别很大(dà)，因此模具的(de)常規性能及相互配合要求也(yě)各不相同，而且某種模具實際性能與試樣在特定條件下(xià)測得(de)的(de)數據也(yě)不一緻。所以，除測定材料的(de)常規性能外，還(hái)必須根據所模拟的(de)實際工況條件，對(duì)模具使用(yòng)特性進行測量，并對(duì)模具的(de)特殊性能提出要求，建立起正确評價模具性能的(de)體系。
對(duì)熱(rè)作模具必須測試在高(gāo)溫條件下(xià)的(de)硬度、強度和(hé)沖擊韌度。因爲熱(rè)作模具是在某一特定溫度下(xià)服役，在室溫下(xià)測定的(de)性能數據，當溫度升高(gāo)時(shí)要發生變化(huà)。性能變化(huà)趨勢和(hé)速率相差也(yě)很大(dà)，如A種材料在室溫下(xià)硬度雖比材料B高(gāo)，但随溫度上升，硬度下(xià)降顯著，到達—定溫度後，硬度值反而會低于材料B。那麽，當在較高(gāo)溫度工作條件下(xià)要求耐磨性高(gāo)時(shí)，就不能選用(yòng)A種材料，而需選用(yòng)室溫下(xià)硬度值雖較低但随溫度上升，硬度下(xià)降緩慢(màn)的(de)材料B。
對(duì)熱(rè)作模具除要求室主高(gāo)溫條件下(xià)的(de)硬度、強度、韌性外，還(hái)要求具有某些特殊性能。
模具的(de)力學性能要求--熱(rè)穩定性
熱(rè)穩定性表征鋼在受熱(rè)過程中保持金相組織和(hé)性能的(de)穩定能力。通(tōng)常，鋼的(de)熱(rè)穩定性用(yòng)回火保溫4h，硬度降到45HRC時(shí)的(de)最高(gāo)加熱(rè)溫度表示。這(zhè)種方法與材料的(de)原始硬度有關，有資料将達到預定強度級别的(de)鋼加熱(rè)，保溫2h，使硬度降到一般熱(rè)鍛模失效硬度35HRC的(de)最高(gāo)加熱(rè)溫度定爲該鋼穩定性指标。對(duì)于因耐熱(rè)性不足而堆積塌陷失效的(de)熱(rè)作模具，可(kě)以根據熱(rè)穩定性預測模具的(de)壽命水(shuǐ)平。
模具的(de)力學性能要求--回火穩定性
回火穩定性指随回火溫度升高(gāo)，材料的(de)強度和(hé)硬度下(xià)降快(kuài)慢(màn)的(de)程度，也(yě)稱回火抗力或抗回火軟化(huà)能力。通(tōng)常以鋼的(de)回火溫度-硬度曲線來(lái)表示，硬度下(xià)降慢(màn)則表示回火穩定性高(gāo)或回火抗力大(dà)。回火穩定性也(yě)是與回火時(shí)組織變化(huà)相聯系的(de)，它與鋼的(de)熱(rè)穩定性共同表征鋼在高(gāo)溫下(xià)的(de)組織穩定性程度，表征模具在高(gāo)溫下(xià)的(de)變形抗力。
模具的(de)力學性能要求-- 熱(rè)疲勞抗力及斷裂韌度
熱(rè)疲勞抗力表征了(le)材料熱(rè)疲勞裂紋萌生前的(de)工作壽命和(hé)萌生後的(de)擴展速率。熱(rè)疲勞通(tōng)常以20℃—750℃條件下(xià)反複加熱(rè)冷(lěng)卻時(shí)所發生裂紋的(de)循環次數或當循環一定次數後測定裂紋長(cháng)度來(lái)确定。熱(rè)疲勞抗力高(gāo)的(de)材料不易發生熱(rè)疲勞裂紋，或當裂紋萌生後，擴展量小、擴展緩慢(màn)。斷裂韌度則表征了(le)裂紋失穩擴展抗力，斷裂韌度高(gāo)，則裂紋不易發生失穩擴展。
模具的(de)力學性能要求-- 高(gāo)溫磨損與抗氧化(huà)性能
高(gāo)溫磨損是熱(rè)作模具主要失效形式之一，正常情況下(xià)，絕大(dà)多(duō)數錘鍛模及壓力機模具都因磨損而失效。抗熱(rè)磨損是對(duì)熱(rè)作模具的(de)使用(yòng)性能的(de)要求，是多(duō)種高(gāo)溫力學性能的(de)綜合體現。現在國内已有單位在自制的(de)熱(rè)磨損機上進行模具熱(rè)磨損試驗，收到較理(lǐ)想的(de)試驗效果。
實際使用(yòng)表明(míng)，模具材料抗氧化(huà)性能的(de)優劣，對(duì)模具使用(yòng)壽命影(yǐng)響很大(dà)。因氧化(huà)會加劇模具工作過程中的(de)磨損，導緻模具型腔尺寸超差而報廢。氧化(huà)還(hái)會使模具表面産生腐蝕溝，成爲熱(rè)疲勞裂紋起源．加劇模具熱(rè)疲勞裂紋的(de)萌生。