在汽车制造业领域中,制件轻量化、高碰撞性能和安全性保障理念正不断推进,一种可淬火硼钢板热冲压成形新工艺已脱颖而出,该工艺实现了汽车轻量化,突破了超高强钢板传统冷冲压成形难的问题。在热冲压成形过程中,制件的高强度、高硬度性能主要取决于成形制件的最终马氏体含量。而热成形过程中制件发生相变主要集中于板料高温冲压成形后的淬火热处理工艺。在高强度钢板热成形生产中,温度场不仅影响淬火后制件的最终马氏体相变,同时由于温差与组织转变还会使应力场发生变化,制件最终性能是其热-力-相三场综合效果的反映。所以,对易变形、易产生冲压缺陷的壁薄结构复杂的大多汽车制件热冲压成形而言,研究超高强度刚淬火过程热-力-相变耦合规律具有实际意义!本文以热冲压成形钢板BR1500HS为研究对象,在热成形理论以及有限元求解方法分析基础上,建立了淬火热-力-相耦合数学模型和有限元求解模型;结合研究目的,专门针对BR1500HS热冲压成形的淬火过程进行了平板模具结构设计。对BR1500HS热成形钢板室温组织成分及相关性能进行物理试验探究与分析,同时对其进行不同加热温度下、不同冷却时间内的直接水淬实验。对水淬后的板料金相分析,研究加热温度与冷却速度对板料组织的影响规律。同时利用Deform对该板料在相同实验参数下的直接水淬热处理进行数值模拟探究,将马氏体相变模拟结果与水淬实验结果对比分析,论证了Deform对BR1500HS直接水淬相变模拟方法的正确性。其次,利用Deform对超高强度钢板热冲压成形过程中的淬火热-力-相耦合变化规律及淬火应力影响参数优化展开数值模拟研究与实验验证。先从直接水淬中相对简单的热-力-相变出发,对BR1500HS钢板直接水淬模拟进行不同加热温度下直接水淬过程模拟分析,找出温度场对相变场、相变场对应力场影响规律。再建立板料在平板模具中淬火的简化有限元模型,进行不同板料初始温度、不同模具初始温度以及不同冷却通道与模具之间传热系数下的数值模拟。得到了三种影响参数下的板料在模具中淬火的热-力-相变耦合规律。最后对模具中的淬火应力影响参数进行了优化分析,找出了既能保证成形制件最终高强度性能同时又具有低应力的最佳淬火工艺参数。最后通过平板模具淬火的实验验证了模拟得到的研究结果。