模具材料的性能是由其化学成分和热处理后的组织所决定的。模具材料的性能应该满足模具完成额定工作量的要求。根据模具的工作条件及工作定额来选择模具材料及其热处理工艺，并力求主要性能达到指标，是模具设计者必须考虑的问题。通常对各类模具材料提出的性能要求主要包括硬度、强度、塑性和韧性等。它们是衡量模具材料的基本参数，对模具材料的正确使用有着重要的参考价值。

（1）硬度 硬度是衡量材料软硬程度的一种性能指标，是材料抵抗硬物压入其表面的能力，其实质是材料表面在接触应力作用下对局部塑性变形的抗力。硬度可以综合反映材料的力学性能（如强度、塑性、弹性、耐磨性等），它是材料的主要性能指标之一。硬度是影响耐磨性的主要因素，一般模具的硬度越高，磨损量越小，耐磨性就越好。硬度的试验方法很多，基本上可以分为压入法（布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）和回跳法（如肖氏硬度）等几种。常用的金属硬度试验方法有如下几种：

1）布氏硬度。常用于金属原材料和毛坯的硬度检验，也可以应用于热处理后半成品的硬度检查。

2）洛氏硬度。主要用于热处理后各类金属产品的硬度检验。

3）维氏硬度。大多用于薄工件或零件表面的硬度测定和较精确的硬度测量，其硬度测量范围较宽。

模具钢硬度主要取决于化学成分和显微组织。钢淬火后的硬度取决于马氏体的碳含量，而合金元素对其影响不大。常用的硬度测量方法如表1-5所示。

表1-5 常用的硬度测量方法

（2）强度 强度是表征材料变形抗力和断裂抗力的性能指标，对于模具来说则是整个截面或某个部位在工作过程中抵抗拉伸力、压缩力、弯曲力、扭转力或综合力的能力。

衡量钢材强度常用的方法是进行拉伸试验。对于模具钢，特别是碳含量高的冷作模具钢，因塑性很差，一般不用抗拉强度（R_m）而是以抗弯强度（σ_bb）来作为实用指标。弯曲试验甚至对极脆的材料也能反映出一定的塑性，而且弯曲试验产生的应力状态与许多模具工作表面产生的应力状态很相似，能够比较准确地反映出材料的成分及组织因素对性能的影响。(www.daowen.com)

屈服强度（R_eH和R_eL）是衡量模具钢塑性变形抗力的指标，也是最常用的强度指标。对模具材料要求具有高的屈服强度，如果模具产生塑性变形，则模具加工出来的零件尺寸和形状将会发生变化，容易产生废品。冷作模具材料塑性变形抗力的指标主要是指常温下的屈服强度（R_eH和R_eL）。压缩条件下变形的冷作模具，则以抗压强度（R_mc）和屈服强度（R_eH和R_eL）作为衡量指标；热作模具材料塑性变形抗力的指标则为高温屈服强度。为了确保模具在使用过程中不会发生过量塑性变形失效，模具材料的屈服强度必须大于模具的工作应力。热作模具的工作对象是高温软化状况的坯料，故所受的工作应力要比冷作模具小得多，但热作模具与高温坯料接触的部分会受热而软化，因此模具的表面层需有足够的高温强度。

冷作模具材料的断裂抗力指标是室温下的抗拉强度（R_m）、抗压强度（R_mc）和抗弯强度（σ_bb）等，它反映了模具表面或内部不存在任何裂纹时的静载断裂能力。在考虑热作模具的断裂抗力时，还应包括断裂韧度（K_IC）的因素。

影响强度的因素很多，如钢的碳含量、晶粒大小、金相组织，碳化物的类型、形状、大小及分布，残留奥氏体，内应力状况等都对强度有显著影响。

（3）塑性 塑性是一种在某种给定载荷下，材料产生永久变形的特性。衡量模具材料塑性好坏，通常采用断后伸长率（A）和断面收缩率（Z）两个指标。通常模具钢的塑性较差，尤其是冷变形模具钢，在很小的塑性变形时就会发生脆断。

断后伸长率（A）是指拉伸试样拉断后，断后标距的残余伸长与原始标距之比的百分率。断后伸长率数值越大，表明钢材塑性越好。热作模具钢的塑性明显高于冷作模具钢。

断面收缩率（Z）是指拉伸试样经拉伸变形和拉断后，断面部分截面的缩小量与原始截面之比。塑性材料拉断后有明显的缩颈，所以Z值较大。脆性材料拉断后几乎没有缩小，即没有缩颈产生，Z值很小，说明塑性较差。

（4）韧性 韧性是材料在冲击载荷作用下抵抗产生裂纹的一个特性，它反映了模具的脆断抗力。

对于受到强烈冲击载荷的模具，如冷作模具的冲头、热锻模具、冷镦模具、热镦模具等，模具材料的韧性是十分重要的考虑因素，它是模具钢的一个重要性能指标。材料的韧性越高，脆断危险性越小，热疲劳强度越高。

模具材料的化学成分，晶粒度，碳化物，夹杂物的组成、数量、形貌、尺寸和分布情况，金相组织以及微观偏析等会对材料的韧性带来影响。通常晶粒粗大、碳化物偏析严重（带状、网状等）、马氏体组织粗大等都会促使钢材变脆。温度不同，冲击韧度也不相同，一般是温度越高，冲击韧度值越高。有的钢材常温下韧性很好，当温度下降到-20～-40℃时会变脆。