對此，模具在工作時受力狀態是復雜的，如熱作模具通常在交換的溫度場下承受交變應力作用，因此它應具有良好的抗軟化或塑性變形狀態的能力，在長期工作環境下仍能保持模具的形狀和尺寸精度。硬度是模具鋼的主要性能之一。對冷作模具的硬度一般選擇在58HRC以上，而熱作模具尤其是要求高的抗熱疲勞性能的模具，通常硬度在 45HRC左右。對普通使用的塑料模具，一般硬度要求在35HRC左右。
1.強度與韌性
零件在成形使模具承受著巨大的的沖擊、扭曲等負荷，尤其是現代高速沖壓、高速精密鍛造和液態成形等技術以及一次成形技術的發展，模具承受著更大的負荷，往往由于鋼材的強度和韌度不夠，造成型腔邊緣或局部塌陷、崩刃或斷裂而早期失效，因此模具熱處理后應具有較高的硬度和韌度。
2.耐磨性
零件成形時材料與模具型腔表面發生相對運動，使型腔表面產生了磨損，從而使得模具的尺寸精度、形狀和表面的粗糙度發生變化而失效。磨損是一種復雜的過程，影響因素很多，除取決于作用于模具的外界條件外，還在很大程度上取決于采用鋼材的化學成分不均勻性、組織狀態、力學性能等。
3.疲勞性能
模具工作時承受著機械沖擊和熱沖擊的交變應力，熱作模具在工作的過程中，熱交變應力更明顯地導致模具熱裂。受應力和溫度梯度的影響而引起裂紋，往往是在型腔表面形成淺而細的裂紋，它的迅速傳播和擴展導致模具失效。另外，鋼的化學成分及組織的不均勻，鋼中存在的冶金缺陷如非金屬夾雜物，氣孔、顯微裂紋等均可導致鋼的疲勞強度降低，因為在交變應力的作用下，首先在這些薄弱地區產生疲勞裂紋并發展為疲勞破壞。
4.粘著性
工模具零件的表面由于兩金屬原子相互摭用或單相擴散的作用，往往會有一些被加工金屬粘附著，尤其是一些切削、剪切工具和沖壓工具的表面會產生粘附或結疤現象，這會影響刃口的鋒利程度和局部組織、化學成分的改變，使刃口部分崩裂或粘附金屬的脫落劃傷模具，使工件表面粗糙。因此良好的抗粘著性也是很重要的。
5.拋光和蝕刻性能
隨著模具，特別是塑料模具的廣泛使用，低的表面粗糙度值(有時甚至是鏡面的程度)已經十分性必要，低的表面粗糙度值影響到模具的壽命和生產效率及制品的質量。高的表面質量可以減輕腐蝕(特別是局部點狀腐蝕);減小開裂的危險，拋光鋼材的化學成分、組織結構、硬度及碳化物分布必須均勻。大碳化物尤其是他們偏析并成帶狀時，對表面拋光性極為有害。
特別重要的是，鋼中不能含有沒有發生變形的大的氧化物夾雜或偏析，因而必須嚴格控制冶煉和脫氧工藝。真空電弧重熔、電渣重熔效果良好，這種工藝目前已成為高級塑料模具鋼的主要生產方式。即使是簡單的真空脫氣也有助于消除大的氧化物夾雜，這些冶煉工藝不僅能降低氧化物的含量，而且能使氧化物更細小、均勻，同時控制冶煉和脫氧過程，還可以改變夾雜物類型，使之軟化并具有較好的塑韌性而提高拋光性能。
鋼材中任何未閉合的空洞都會影響其拋光性能，因而熱加工中壓合疏松等冶金缺陷并保持組織的致密是十分必要的，這可以通過現代化的成形加工技術來實現。例如反復鐓拔技術、旋轉鍛造技術、高溫等靜壓制等可細化原始鑄態組織，樹枝晶內空隙。電渣重熔、真空電弧重熔精煉工藝，對鋼材均勻性也十分有利。由熱處理或表面硬化而引起的缺陷，應盡量避免導致硬度不均勻的脫碳。這些措施加上合理的成分設計及控制，就能生產出鏡面加工性優異的鋼。
此外，還應根據模具的工作條件和環境的差異，考慮所用模具鋼應具有良好的熱導性、抗腐蝕性、抗氧化性和導磁性等。
由SSAB瑞典鋼材集團開發的TOOLOX工具鋼是完全不同于市場現有傳統工具鋼的全新概念的工具鋼，采用SSAB先進的CSR冶金工藝和獨特的熱處理技術生產制造，主要特點是：
1. 所有TOOLOX鋼均由SSAB鋼廠預硬，所有鋼板均經過認真檢測，所有性能都有保證;
2. 由于采用獨特的成分設計，以及獨特的熱處理技術，所有鋼板的內應力非常小，材料的尺寸穩定性非常好;
3. 擁有ESR鋼的純凈性能，S含量小于0.003%，P含量小于0.010%;
4.TOOLOX材料的晶粒非常細小，碳化物析出非常少;
5.TOOLOX材料的鏡面拋光性能非常好;
6.TOOLOX材料的蝕刻性能非常好;
7.TOOLOX材料非常適合氮化以及PVD涂層處理;
8.TOOLOX材料的韌性非常優秀;
9.TOOLOX材料的焊接性能非常優異
10. TOOLOX材料還可以采用火焰切割的加工方法，僅需銑掉少量的硬化層，TOOLOX材料的性能保持不變。
綜上所述，TOOLOX鋼材高強韌性、高硬度、高耐磨性、高尺寸穩定性、無需熱處理、零應力、抗熱疲勞性能好的顯著優勢是其他鋼種無法比擬的，勢必在模具領域用鋼帶來革命性的改變。