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超高强度钢在汽车上的应用,不但实现了车体轻量化,减少了燃油的排放,同时其超高的强度也提高了车体的弯曲刚性和扭转刚性,保证了整车的安全性,因此超高强度钢在汽车制造领域的应用越来越广泛。但是随着材料强度的提高,其冲压性能下降,常规的冷冲压工艺很难实现其成形。热冲压成形是一项专门用于成形超高强度钢板的新技术,热冲压成形技术的原理是将常温下强度为500MPa—600MPa的高强度硼合金钢板加热到奥氏体化温度以上,保温若干分钟,使其完全奥氏体化,然后送入内部带有冷却水道的热冲压成形模具内成形,保压的同时钢板被模具表面冷却淬火,把高温的奥氏体转变成板条马氏体,发生相变强化,强度大幅提高,可以达到1500MPa左右。本文首先以厚度为2mm的22MnB5硼钢为研究对象,采用金相显微镜、激光共焦扫描显微镜、扫描电子显微镜、拉伸试验机和显微硬度仪等设备研究了超高强度钢热冲压成形中奥氏体化加热温度和保温时间对材料晶粒大小、显微组织、平均显微硬度和抗拉强度的影响。试验结果表明,对于厚度为2mm的22MnB5钢板,最佳的奥氏体化加热参数为900℃—950℃、5min。将有限元模拟和试验研究相结合,以热冲压成形模具中的冷却系统为研究对象,分析了冷却水道几何参数对工件冷却效果的影响。研究结果认为,在满足模具强度、制造成本和加工可行性等要求的情况下,采用大水道直径、小水道侧壁间距和小水道顶部距工件距离的几何参数,可以使水道中水流流速更加均匀,冷却效率更高,冷却效果更好。冷却水道直径越大、水道侧壁间距越小及水道顶部距工件距离越小,马氏体转变越完全,马氏体板条束越细小,材料的显微硬度和抗拉强度等力学性能越好。