塑性 淬硬后模具鋼的塑性較差，尤其是冷變形模具鋼，在很小的塑性變形時即發(fā)生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞，通常采用斷后伸長率和斷面收縮率兩個指標表示。
斷后伸長率是指拉伸試樣拉斷以后長度增加的相對百分數(shù)，以δ表示。斷后伸長率δ數(shù)值越大，表明鋼材塑性越好。熱模鋼的塑性明顯高于冷模鋼。
斷面收縮率是指拉抻試棒經(jīng)拉伸變形和拉斷以后，斷裂部分截面的縮小量與原始截面之比，以*表示。塑性材料拉斷以后有明顯的縮頸，所以*值較大，而脆性材料拉斷后，截面幾乎沒有縮小，即沒有縮頸產(chǎn)生，*值很小，說明塑性很差。
（10）韌性 韌性是模具鋼的一種重要性能指標，韌性決定了材料在沖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，抗熱疲勞強度也越高。對于衡量模具脆斷傾向，沖擊韌性試驗具有重要意義。
模具鋼的化學成分、晶粒度、純凈度、碳化物和夾雜物等的數(shù)量、形貌、尺寸大小及分布情況，以及模具鋼的熱處理制度和熱處理后得到的金相組織等因素，都對鋼的韌性帶來很大的影響。特別是鋼的純凈度和熱加工變形情況對于其橫向韌性的影響更為明顯，鋼的韌性、強度和耐磨性往往是相互矛盾的，通過合理地選擇鋼的化學成分并且采用合理的精練、熱加工和熱處理工藝，可以使模具材料的耐磨性、強度和韌性達到最佳的配合。
對于受強烈沖擊載荷的模具，如冷作模具的沖頭、錘用熱鍛模具、冷鐓模具、熱鍛模具等，模具鋼的韌性是十分重要的考慮因素；對于在高溫下工作的模具，還必須考慮其在高溫下的高溫韌性；而對于多向承受沖擊載荷作用的模具，還必須考慮其各向同性的影響。
沖擊韌性是表征材料在一次沖擊過程中試樣在整個斷裂過程中吸收的總能量。但是很多工具是在不同工作條件下疲勞斷裂的，因此，常規(guī)的沖擊韌性不能全面地反映模具鋼的斷裂性能。小能量多次沖擊斷裂功或多次斷裂壽命和疲勞壽命等試驗技術(shù)正在被采用。
沖擊韌性是指沖擊試樣缺口處截面積上的沖擊吸收功，而沖擊吸收功是指規(guī)定形狀和尺寸的試樣在沖擊試驗力一次作用下折斷時所吸收的功。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）以及艾氏沖擊試驗。
影響沖擊韌性的因素很多。不同材質(zhì)的模具鋼沖擊韌性相差很大，即使同一種材料，因組織狀態(tài)不同、晶粒大小不同、內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)不同，沖擊韌性也不相同。通常是晶粒越粗大，碳化物偏析越嚴重（帶狀、網(wǎng)狀等）、鄧氏體組織越粗大等，這些都會促使鋼材變脆。一般情況是溫度越高沖擊韌性值越高，而有的鋼常溫下韌性很好，當溫度下降到—20～—40℃時會變成脆性鋼。
（11）熱穩(wěn)定性 熱穩(wěn)定性表征鋼在受熱過程中保持金相組織和性能的穩(wěn)定能力。通常，鋼的熱穩(wěn)定性用回火保溫4h、硬度降到45HRC時的最高加熱溫度表示。這種方法與材料的原始硬度有關(guān)，有資料將達到預定強度級別的鋼加熱，保溫2h，使硬度降到一般熱鍛模失效硬度35HRC的最高加熱溫度定為該鋼熱穩(wěn)定性指標。對于因耐熱性不足而堆積塌陷失效的熱作模具鋼，可以根據(jù)熱穩(wěn)定性預測模具的壽命水平。
（12）回火穩(wěn)定性 回火穩(wěn)定性指鋼隨回火溫度升高，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。通常以鋼的回火溫度-硬度曲線來表示，硬度下降慢，則表示回火穩(wěn)定性高或回火抗力大。回火穩(wěn)定性也是與回火時組織變化相聯(lián)系的，它與鋼的熱穩(wěn)定性共同表征鋼在高溫下的組織穩(wěn)定性程度，表征模具在高溫下的變形抗力。
（13）高溫磨損與抗氧化性能 高溫磨損是熱作模具主要失效形式之一，正常情況下，絕大多數(shù)錘鍛模及壓力機模具都因磨損而失效。抗熱磨損是對熱作模具的使用性能的要求，是多種高溫力學性能的綜合體現(xiàn)。現(xiàn)在國內(nèi)已有單位在自制的熱磨損機上進行模具熱磨損試驗，收到較理想的試驗效果。
實際使用表明，模具材料抗氧化性能的優(yōu)劣，對模具使用壽命影響很大。因氧化會加劇模具工作過程中的磨損，導致模具型腔尺寸超差而報廢。氧化還會使模具表面產(chǎn)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與擴展。因此，要求模具具備一定的抗氧化性能。
（14）抗咬合能力 咬合抗力實際就是發(fā)生“冷焊”時的抵抗力。該性能對于模具材料較為重要。試驗時通常在干摩擦條件下，把被試驗的工具鋼試樣與具有咬合傾向的材料（如奧氏體鋼）進行恒速對偶摩擦運動，以一定的速度逐漸增大，該載荷稱為“咬合臨界載荷”。
（15）抗軟化能力 抗軟化能力表征了模具在承載時，因鋼的溫度升高對硬度、耐磨性的抵抗能力。
（16）抗壓屈服強度和抗壓彎曲強度 模具在使用過程中經(jīng)常受到強度較高的壓力和彎曲的作用，因此要求模具材料應(yīng)具有一定的抗壓強度和抗彎強度。在很多情況下，進行抗壓試驗和抗彎試驗的條件接近于模具的實際工作條件。例如，所測得的模具鋼的抗壓屈服強度與沖頭工作時所表現(xiàn)出來的變形抗力較為吻合�？箯澰囼灥膬�(yōu)點是應(yīng)變量的絕對值大，能較靈敏地反映出不同鋼種之間以及在不同熱處理和組織狀態(tài)下變形抗力的差別。
（17）耐磨性 決定模具使用壽命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相當大的壓應(yīng)力和摩擦力，要求模具能夠在強烈摩擦狀況下仍保持其尺寸精度。模具的磨損形式主要有機械磨損、氧化磨損和熔融磨損三種類型。為了改善模具鋼的耐磨性，就是既保持模具鋼具有高的硬度，又要保證鋼中碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布比較合理。對于重載、高速磨損條件下服役的模具，要求模具鋼表面能形成薄而致密、黏附性好的氧化膜，保持潤滑作用，減少模具和工件之間產(chǎn)生粘咬、焊合等熔融磨損，又能減少模具表面進行氧化造成氧化磨損。所以模具的工作條件對鋼的磨損有較大的影響。
耐磨性可采用模擬的試驗方法，測出相對的耐磨指數(shù)ε，作為表征不同化學成分及組織狀態(tài)下的耐磨性水平的參數(shù)。以呈現(xiàn)規(guī)定毛刺高度前的壽命，反映各種鋼的耐磨水平；試驗是以Cr12MoV鋼為基準（ε=1）進行對比，反映工模具鋼在磨粒磨損條件下的耐磨性水平。
（18）抗熱疲勞能力及斷裂韌性 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生后的擴展速率。熱疲勞抗力通常以20～750℃條件下反復加熱冷卻時，所發(fā)生裂紋的循環(huán)次數(shù)或當循環(huán)一定次數(shù)后測定裂紋長度來確定。熱疲勞抗力高的材料不易發(fā)生熱疲勞裂紋，或當裂紋萌生后，擴展量小、擴展緩慢。斷裂韌性則表征了裂紋失穩(wěn)擴展抗力，斷裂韌性高，則裂紋不易發(fā)生失穩(wěn)擴展。
除常規(guī)力學性能如沖擊韌性、抗壓強度、抗彎強度等一次性斷裂抗力指標外，小能量多次沖擊斷裂抗力更符合冷作模具實際使用狀態(tài)性能，作為模具材料的性能指標還包括抗壓疲勞強度、接觸疲勞強度等。這種疲勞斷裂抗力指標是由在一定循環(huán)應(yīng)力下測得的斷裂循環(huán)次數(shù)，或在一定循環(huán)次數(shù)下導致斷裂的載荷來表征的，是否把斷裂韌性作為冷作模具材料的一項重要性能指標，尚待研究和探討。熱作模具鋼在服役條件下除了承受載荷的周期性變化之外，還受到高溫及周期性的急冷急熱的作用，因此， 評價熱作模具鋼的斷裂抗力應(yīng)重視材料的熱機械疲勞斷裂性能。熱機械疲勞是一種綜合性能的指標，它包括抗熱疲勞性能、機械疲勞裂紋擴展速率和斷裂韌性三個方面。
抗熱疲勞性能反映材料在熱疲勞裂紋萌生之前的工作壽命，抗熱疲勞性能高的材料，萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)次數(shù)較多；機械疲勞裂紋擴展速率反映材料在熱疲勞裂紋萌生之后，在鍛壓力的作用下裂紋向內(nèi)部擴展時，每一應(yīng)力循環(huán)的擴展量；斷裂韌性反映材料對已存在的裂紋發(fā)和失穩(wěn)擴展的抗力。斷裂韌性高的材料，其裂紋如要發(fā)生失穩(wěn)擴展，必須在裂紋尖端具有足夠高的應(yīng)力強度因子，也就是必須有較大的裂紋長度。在應(yīng)力恒定的前提下，在一種模具中已經(jīng)存在一條疲勞裂紋，如果模具材料的斷裂韌性值較高，則裂紋必須擴展得更深，才能發(fā)生失穩(wěn)擴展。
因此，抗熱疲勞性能決定了疲勞裂紋萌生前的那部分壽命；而機械疲勞裂紋擴展速率和斷裂韌性，可以決定當裂紋萌生后發(fā)生亞臨界擴展的那部分壽命。因此，熱作模具如要獲得高的壽命，模具材料應(yīng)具備高的抗熱疲勞性能、低的機械疲勞裂紋擴展速率和高的斷裂韌性值。
抗熱疲勞性能的指標即可以用萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)次數(shù)表示，也可以用經(jīng)過一定的熱循環(huán)后所出現(xiàn)的疲勞裂紋的條數(shù)及平均的深度或長度來衡量。
