普通热冲压成形工艺所得产品强度高,但塑性较低。基于淬火碳分配(Q&P)热处理技术的新型热冲压工艺(HS+Q&P)可在确保产品高强度的同时显著提升其塑性,从而获得良好的综合力学性能。本文在此基础上,进一步采用分段冷却的方式,在板料从加热炉转移至模具的过程中通过喷射水雾将其快速冷却至合适的成形温度,再在模具内开展热冲压成形与冷却淬火过程。新工艺在保留原Q&P热冲压成形工艺高强塑积优势的前提下,可有效提升产品的成形性,并降低对模具冷却性能的要求,此外亦有助于加快生产节拍。具体完成工作如下:1.针对某代表性非等高非等宽弯曲件,进行普通热冲压成形过程研究。通过金相观察、拉伸实验、回弹测量等方式,深入讨论各工艺参数对此产品在成形破裂、回弹和力学性能等方面的影响。2.在普通热冲压工艺基础上引入分段冷却方法,开展相关的热模拟与冲压实验研究。借助Gleeble 3500热模拟平台,进行高温拉伸和热处理模拟实验,确定最佳成形温度;设计分段冷却辅助淬火装置,并开展热冲压成形工艺研究。通过U形件和非等高非等宽弯曲件,对分段冷却热冲压成形过程,以及制件的微观组织、力学性能、回弹等进行分析与讨论。3.基于HS+Q&P一体化工艺,建立考虑分段冷却的Q&P热冲压成形工艺。通过热模拟实验,分析碳分配时间、碳分配温度、冷却速率等各项工艺参数对材料最终性能的影响规律。结果表明,与普通热冲压工艺相比,新工艺能在保持强度基本不变的前提下,显著提高材料的延伸率。在合适的工艺参数下,材料的强塑积比普通热冲压工艺提高了33.1%。4.进行考虑分段冷却的Q&P热冲压工艺的机理研究。通过OM、SEM观察微观组织并开展定性分析;利用XRD检测残余奥氏体含量开展定量分析。结果表明,Q&P热处理可获得残余奥氏体软相组织,与热冲压淬火形成的马氏体组成马氏体-奥氏体复相组织,因而同时具备良好的强度和塑性;而引入分段冷却方法选择合适的成形温度则可使生成的马氏体硬相基体均匀细小,从而进一步提升产品的性能。