由于模具种类繁多，不同的模具工作条件差别很大，因此除了测定材料的常规性能外，还必须根据所模拟的实际工况条件，对模具使用特性进行测量，并对模具的特殊性能提出要求。

1.冷作模具的特殊力学性能

冷作模具是在常温下工作的，因此模具材料必须要满足其在室温下的硬度、强度和冲击韧性等性能要求，其中硬度是非常重要的指标。除此之外，此类模具材料还应具有以下性能：

（1）耐磨性 耐磨性是指材料的抗磨损能力。模具在工作过程中，成形坯料或零件会沿着模具表面滑动及流动，使模具受到切应力的作用。同时，坯料或零件与模具表面之间会产生很大的摩擦力，导致模具表面出现凹凸痕迹，最终造成机械损伤（即磨损），故冷作模具多以磨损的形式失效。因此，制作冷作模具的材料应具有良好的耐磨性。一般而言，模具的硬度越高，其耐磨性就越好。需要注意的是，耐磨性与模具材料在软基体上存在的硬质点的形状、分布也有关系。

冷作模具的磨损通常分为磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损及疲劳磨损等。耐磨性不仅与材料的强度、韧性及硬度有关，还与钢中的碳化物数量、大小及分布有关。一般来说，强度或硬度及韧性越高，材料内部的碳化物越细小、分布越均匀，则材料的耐磨性越好。

改善模具材料的耐磨性，可以通过采取合理的热处理工艺等措施，使模具材料既具有高硬度又使材料中的碳化物等硬化相的组成、形貌及分布合理。当然在模具工作过程中良好的润滑和模具材料的表面强化处理也对改善模具的耐磨性有良好的作用。

（2）断裂抗力 小能量多次冲击更符合冷作模具的实际使用状态，因此除了常规力学性能（如冲击韧度、抗压强度、抗弯强度等一次性断裂抗力指标）外，模具材料的抗压疲劳强度和接触疲劳强度等性能也很重要。这种疲劳断裂抗力指标是由在一定循环应力作用下测定的断裂循环次数或者在一定的循环次数下导致材料断裂的载荷来表征的。

（3）抗咬合能力和抗软化能力 此二者分别表征了模具对发生的“冷焊”及承载时因温度升高对硬度、耐磨性降低的抵抗能力。

2.热作模具的特殊力学性能

对热作模具必须测试在高温条件下的硬度、强度和冲击韧度。由于热作模具是在某一特定的温度下工作，而在室温下测定的性能数据当温度升高时要发生变化，因此对热作模具除了要求其在室温及高温条件下的硬度、强度和韧性外，还要求具有某些特殊性能。热作模具对加热到高温的固体或液体材料进行加工时温升更高，如锤锻模可达500～600℃，热挤压模可达800～850℃，压铸模可达300～1000℃。由于经常受到高温作用，故要求模具材料应有一定的抗热性能。

（1）热稳定性和耐热性 热稳定性是指（模具）钢在高温下保持其组织、性能稳定的能力，一般采用回火保温4h，硬度降低到45HRC时最高的加热温度来表示。热作模具因耐热性不足而造成型腔堆积塌陷是其失效形式之一。根据热作模具的热稳定性，可以预测其使用寿命水平。

对于在高温下工作的热作模具，其热稳定性是很重要的指标。因此，选择高温下工作的模具材料，要考虑其在高温下的稳定性，既要求材料具有较高的强度、韧性和足够的硬度，还要求其回火马氏体组织具有较高的低温回火温度。(www.daowen.com)

热作模具、部分成形模具或冷作模具等，因为工作温度较高，常温下各种强化作用的介稳组织要转变为稳定的组织，这将导致模具材料的强度、硬度等力学性能指标的下降。因此，保证耐热性的关键是模具材料的组织具有较好的热稳定性。材料的热稳定性通常以600～700℃时的屈服强度来表示，它与钢的耐回火性有关。加入某些合金元素提高钢的再结晶温度、增加钢中基体组织和碳化物的稳定性，均可以提高钢的耐热性。

（2）热疲劳抗力与断裂韧度 热疲劳抗力表征了材料热疲劳裂纹萌生前的工作寿命和裂纹萌生后的扩展速度，它是根据在20～750℃条件下反复加热冷却时所产生裂纹的循环次数或循环一定次数后测量裂纹的长度来确定的。热作模具工作时承受机械冲击和热冲击的交变应力作用，受应力和温度梯度的影响，往往在模具型腔表面会形成浅而细的裂纹。材料热疲劳抗力高则不易产生热疲劳裂纹，或裂纹萌生后扩展量小、扩展缓慢。断裂韧度（K_IC）表征了裂纹失稳扩展抗力。断裂韧度高则表明不易发生裂纹失稳扩展。

影响热疲劳抗力的因素是钢的化学成分及组织的不均匀性，如钢中化学成分不均匀或存在非金属夹杂物、气孔、显微裂纹等均可导致钢的热疲劳抗力的降低，其原因就是在交变应力的作用下，存在缺陷的位置容易产生疲劳裂纹并发展为疲劳破坏。

（3）耐回火性 淬火钢在回火时抵抗软化（强度、硬度下降）的能力称为耐回火性。它通常以钢的回火温度与硬度的关系曲线来表示。硬度下降慢则表示钢的耐回火性高或回火抗力大。需要注意的是，耐回火性与钢在回火后的组织变化有关。钢在高温下组织稳定的程度体现了模具在高温下的变形抗力。

（4）抗高温磨损性与抗氧化性 高温磨损是热作模具的主要失效形式之一，如锤锻模和压力机用锻模一般都是因高温磨损而失效的。因此，热作模具钢应具有良好的抗高温磨损性。该性能是材料多种高温力学性能的综合体现。

抗氧化性对模具材料的使用寿命有很大的影响。如果材料的抗氧化性不好，不仅会加剧模具型腔的磨损，导致型腔尺寸超差而报废，而且还会在型腔表面产生腐蚀沟槽，进而转变成热疲劳裂纹源，加剧模具热疲劳裂纹的萌生与扩展。因此，要求热作模具应具备一定的抗氧化性。

3.塑料模具的特殊性能

（1）耐蚀性 耐蚀性是指模具材料抵抗周围介质腐蚀的能力。部分塑料模具和压铸模在工作时受到被加工材料的腐蚀，会加剧型腔表面的磨损。腐蚀形式根据其腐蚀程度大体分为两类，即均匀腐蚀与局部腐蚀。塑料多为热固性或含有固体的填料，在用模具成型时，由于交联反应会释放出腐蚀性的化学气体。因此，塑料模具材料应具有高的耐蚀性。模具表面进行合金化或表面处理（如渗氮）是提高模具钢耐蚀性的主要方法。

（2）导热性 塑料模具应具有良好的导热性，以使塑料制品能够尽快在模具中冷却成型。通常导热性与模具材料的成分有关。

（3）尺寸稳定性 模具的尺寸稳定性对确保塑料制品的尺寸与精度非常关键，因此除了要求模具有足够的刚性外，还要求其具有较低的线胀系数和低的组织应力。