作为一种先进的成形技术手段,由于能够很好的实现汽车轻量化,热冲压成形技术自出现以来便受到了极大的重视,并且在汽车行业的应用越来越广泛,随着该技术应用的不断深入,人们意识到仅具备高强度和高硬度的热成形件由于其延展性非常差,在受到碰撞时,车身中这类结构件并没有碰撞吸能的作用,不能很好的保障乘员的安全,为了更好的实现抗撞性,需要使得局部区域具备较低强度和较好塑性来达到吸能的目的,正是因为这个原因,科研人员开始在传统热冲压成形技术的基础上研究实现同一结构件材料性能梯度变化的方法,即基于性能梯度分布的热冲压成形技术。该项技术的最关键问题是实现一个零件不同区域具有不同的冷却速度或者起始成形温度,即实现板料组织的非均匀性转变。随着研究的日趋深入,解决该问题的方法也呈现多样化,目前主要使用的方法是实现板料部分奥氏体化以及改变模具材料、模具表面接触、模具温度,由于控制模具温度可以更有效控制板料的冷却速度,通过模具温度的连续改变可以实现材料组织性能的连续转变,从而更容易达到零部件所要求的材料性能,这种方法获得了国内外研究学者的深入研究和广泛重视,并成为了热冲压成形技术中实现材料性能梯度分布的主要方法。基于该方法,本文选用高强度硼钢作为热冲压板料,并利用自主设计的通过内置加热管来实现温度可控的模具对这种冲压技术进行了较为深入的研究,本文的主要研究内容如下:(1)探究了模具温度对无形变板料热冲压后组织结构性能的影响趋势,利用拉伸试验机、显微硬度计、光学显微镜、扫描电子显微镜对不同模具温度下所得试样进行力学性能实验、断口扫描、微观组织观察并进行分析,为进行模具分区冷却热冲压成形实验提供数据指导。(2)利用板料分区冷却热冲压模具,在热区模具为不同温度下对奥氏体化后的板料进行热冲压成形实验,得到性能呈梯度变化的一体化成形U形件,并通过相应的实验设备进行力学性能实验、微观组织观察,探究在模具温度改变的情况下冷区和热区的组织结构性能变化趋势及对过渡区域的影响。(3)针对模具分区冷却热冲压实验,本文采用有限元模拟软件对该实验中包括转移、冲压成形、保压淬火和自然空冷在内的四步流程进行前期建模并进行仿真模拟运算,预测不同模具温度下不同区域的降温曲线、冷区和热区的硬度过渡趋势及各组织含量变化状况,并与实际试验结果进行对比分析,验证建模的可行性及仿真的准确性。