热作模具钢，要进行反复锻造，其目的是使碳化物均匀分布。锻造后要退火，其目的是消除锻造应力、细化组织、降低硬度，以便于切削加工。热作模具钢的最终热处理一般为淬火及高温（或中温）回火，以获得均匀的回火索氏体（或回火托氏体）组织，硬度为40HRC左右，具有一定的强度和较高的韧性。

一般冷作模具钢在锻造之后需进行球化退火，目的是消除锻造应力，降低硬度，改善可加工性，细化晶粒，为淬火做好组织准备。冷作模具钢的最终热处理为淬火和低温回火，最终热处理后的组织为回火马氏体、未溶碳化物和少量残留奥氏体。与碳素工具钢相比，由于合金元素的加入，淬透性提高，因此可采用油淬，淬火后的硬度与碳素工具钢处在同一范围，但淬火变形、淬火开裂倾向较小。

高碳高铬型冷作模具钢属于莱氏体钢，铸态组织中存在鱼骨状共晶碳化物，其锻造和热处理与高速工具钢相似。为了使模具达到所要求的使用性能和使用寿命，对这类钢在锻造和热处理之后的共晶碳化物分布、颗粒大小以及马氏体针的长短都作了相应的规定，其要求更为严格。