随着高强钢热冲压技术在汽车行业的广泛应用,对热冲压件提出了更高的要求,例如B柱、车门防撞梁及保险杠等对碰撞安全性能要求比较高的零件来说,仅具有较高的强度,并不能显著提高碰撞过程的安全性能。为了进一步提高碰撞安全性能,需要一种具有性能梯度分布的冲压件,通过高强度区域在碰撞过程中材料的高强度,来保障乘员的安全,并依靠局部的强度相对比较低、塑形比较好的区域的塑性变形达到吸收碰撞能的目的。高能耗一直是制约热冲压成形技术广泛应用的一个主要因素,目前广泛采用的辊底炉坯料加热方式,存在加热设备相对体积和能耗相对较大,加热效率不高等缺点。自阻加热作为一种新型的板材加热方式,具有设备体积小、控制方便、加热速度快且效率高等优点,是板材热成形技术的理想热源。本文以高强度22MnB5钢板为实验材料,设计开发了分区控温模具及自阻加热装置,实现了具有性能梯度U形件的热冲压成形,对自阻电加热方式进行了探索,并对冲压件的梯度性能进行深入研究。首先,采用平板模试验方法分析了模具温度对22MnB5钢板组织性能的影响规律。22MnB5钢板的屈服强度和抗拉强度均随着模具温度的逐渐升高而下降,而延伸率逐渐升高的趋势。模具温度低于250℃时组织以板条状马氏体为主,抗拉强度大于1200MPa,延伸率大于5%,满足对梯度性能冲压件的高强区性能要求。模具温度高于450℃时组织以铁素体+珠光体+碳化物为主,抗拉强度大于600MPa,延伸率大于15%,满足对梯度性能冲压件的低强度区力学性能要求。其次,应用分区控温的U形件试验模具装置,采用数值模拟与实验相结合的研究方法,分析了热模温度对过渡区组织与性能的影响规律。随着热模温度的升高,高强区与低强区的硬度差值逐渐增大,高强区平均硬度约为500HV,低强度区的硬度随模具温度的上升呈逐渐下降的趋势,热模温度在200℃~500℃之间,硬度在450HV~250HV范围以内,过渡区的宽度约为60mm,位于空气间隙处且偏向冷模一侧,高强度侧微观组织以马氏体为主,向低强度区过渡过程中逐渐出现贝氏体组织,而低强度区域主要以铁素体和碳化物为主。自阻电加热延伸率高于炉加热,而抗拉强度略有下降,高强区的组织中马氏体板条中间存在铁素体相,而低强度区域存在更多的碳化物析出相。最后,分析了具有梯度性能管形件轴向压溃的变形规律及能量吸收性能。随着热模温度的升高,轴向压溃所需载荷逐渐降低,压溃吸收的总能量呈下降趋势。原始母材及整体冷模淬火件压溃变形开始于试样的中部,而具有梯度性能的成形件变形集中在低强度区。压溃的主要失效方式为焊点的开裂,强度较高的管形件出现撕裂的现象。