热成形工艺是近几年来针对车用高强度钢成形技术方面发展起来的一种新的技术,热成形技术是先将高强度钢(如BR1500HS、22MnB5等高强度钢)在加热过程中奥氏体化,经一定时间的保温,使其完全奥氏体化,然后送入带有冷却系统的模具中热成形并淬火,最终材料获得完全的马氏体组织。与传统的冷成形过程相比,热成形时,材料的变形抗力小、塑性好,经快速冷却淬火,获得高甚至超高强度。材料的热成形强化过程必然导致材料内部组织和结构发生变化。观察热成形后材料的微观组织变化并去解释微观结构变化对材料力学性能变化的影响是本课题研究的主要内容。课题以针对BR 1500HS高强度钢防撞梁为例,研究材料热成形后其微观结构变化规律与力学性能之间的关系,同时对材料热成形工艺参数及影响因素等进行研究。即研究在一定淬火速率下,通过控制加热温度、保温时间、移动时间,观察材料热成形后的微观组织(形貌、晶粒尺寸大小等),测试热成形后材料的力学性能,得到热成形后材料微观结构变化与力学性能之间的关系,以及热成形加热温度、保温时间、移动时间对材料微观结构及力学性能变化的影响;根据加热保温过程中材料表面氧化现象,研究材料表层沿厚度方向微观结构变化及对力学性能的影响,如高强度汽车防撞梁热成形后,表层氧化对防撞梁抗冲击性能的影响等。课题研究表明,材料在加热至完全奥氏体化温度后进行热成形,由于急剧高温-冷却的作用,材料表层产生氧化脱碳,同时还伴有其他合金元素含量的变化,其表层由表到里形成铁素体组织、铁素体及马氏体的混合组织、完全马氏体组织的渐变微观结构,里层为均匀板条马氏体组织的微观结构。材料微观结构的变化直接影响到材料力学性能的变化,热成形后,材料的抗拉强度、硬度及抗冲击性能明显提高,延展性下降。通过响应曲面分析方法优化了热成形工艺参数。采用本课题研究成果,进行某公司生产防撞梁(BR1500HS)时生产工艺与参数的优化选取,优化后防撞梁的强度由原始的650MP a提高到1550MPa,硬度由原始的30.1HRC提高到51.3HRC,所能承受的最大冲击力提升了1.5倍,极大的提高了汽车的安全性。