汽车轻量化技术对当今世界的节能减排尤为重要,热冲压工艺是汽车轻量化的重要手段,借助于热冲压工艺可以改变原始状态下的微观组织,提升抗拉强度,降低车身重量。目前,传统的热处理工艺只能增强硼钢的抗拉强度,可以有效抵抗变形,但伸长率低,缓冲吸能能力差,所以在保护人车安全方面存在些不足,但随着热冲压工艺的不断研究,具有性能梯度分布的热冲压工艺可以很好的解决这一问题。其原理是使同一块热冲压板料拥有不同的性能梯度,即同一块钢板的不同的区域,一部分拥有较高的抗拉强度以抵抗变形,另一部分具有良好的韧性以吸收碰撞能。本文以汽车B柱为研究对象,对其成形工艺进行了数值仿真,为了获得力学性能合理的梯度分布,依据modeFront ier优化平台对主要工艺参数进行了优化,最后通过B柱热冲压实验验证了本文研究成果。为了获取B柱性能梯度分布的最佳的热冲压工艺参数,本文借助于Ls-dyna进行有限元数值模拟,模具温度分别设定为400℃、450℃、500℃、550℃,非加热模具设定为25℃,板料的初始温度为930℃,保压时间设定为20s。获得的不同加热模具下的板料关键区域的冷却曲线,并结合硼钢的CCT图进行分析,根据CCT图来判断不同加热模具温度下的板料性能梯度分布情况,并确定在给定的温度范围内是否存在最佳的性能梯度分布热冲压工艺参数。将设定的温度参数作为优化变量,借助于modeFrontier平台进行多目标优化,利用实验设计(DOE)分析来识别最重要的参数,由MOGA-Ⅱ算法(包括modeFrontier中的多目标遗传算法)驱动,通过Kriging模型来得到质量最佳的加热模具的加热温度、非加热模具的初始温度、板料初始温度等。优化结果中最佳的性能梯度分布的热冲压工艺参数为板料的初始温度930℃,加热模具的加热温度为500℃,非加热模具的温度为25℃,保压时间20s。由此工艺参数进行热冲压,可以获得既有抵抗变形的良好抗拉强度的马氏体区域,又有缓冲吸能性的良好伸长率的贝氏体区域的汽车零部件。通过modeFrontier平台获得优化参数值,为了进一步检验结果的合理性,本文对传统B柱热冲压模具进行了改装实验,使模具分为加热模具和非加热模具,并分别设定加热模具(上下模)的温度为400℃、450℃、500℃、550℃,板料在加热炉内的温度为950℃,非加热模具不做处理保持在室温25℃左右,保压时间为20s。将硼钢作为实验板料,通过改装后的模具进行冲压,并将不同加热模具温度下的获得的板料进行性能测试分析,分别在获得的性能梯度分布的热冲压件上不同的位置截取试样,借助于显微硬度计进行维氏硬度检测判断不同位置的硬度分布情况,通过二步染色法对金相组织进行观察判断不同金相组织的含量,对试样进行拉伸试验,获得抗拉强度和断裂伸长率。最终确定获得最佳性能梯度分布零件的热冲压工艺参数。