一直以来汽车工业始终面临着安全、节能、环保等问题。高强钢的使用成为汽车行业的一个重大转折点。目前汽车行业的发展强调轻质高强,这不仅意味着某些零部件需要减厚,而且还需要保证零部件符合碰撞吸能要求,最大化保护乘客安全。高强钢冲压零件在汽车中的应用比例越来越大,市场对高强钢热成形局部硬化的需求越来越迫切,研究者对这方面的研究主要涉及在成形模具内部设置不同冷却形式来控制板料成形过程中的冷却速度。板料与模具型面接触,在成形和保压阶段进行热量的传递,实现淬火,因此我们可以依据高强钢的连续冷却转变曲线,通过控制模具的温度,来间接控制板料的冷却速度,实现局部硬化。本文采用冷轧B1500HS钢板作为原始冲压材料,成形模具材料选用H13热作模具钢,设计了一套局部硬化成形模具,通过热成形实验及有限元模拟进行分析验证。本文主要研究内容如下:(1)通过对热成形局部硬化实验模具的不断优化,确定局部硬化成形实验模型,依据现有实验条件完成模具装配及实验设备的选择,记录实验过程中模具温度值并绘制曲线,结合高强钢连续冷却转变曲线分析得出结论:通过加热模具降低板料冷却速度能够降低板料的马氏体转变程度,获得韧性较好的贝氏体组织;通过空气冷却方式可以控制模具升温速率,获得强度较高的马氏体组织;通过模具预制间隙方法可以减小冷却区模具温度和加热区模具温度的相互影响,提高板料局部强度的可控性。(2)通过不同实验条件得到冲压件,在特定位置处取样进行力学性能及微观组织测试,对比分析强度、硬度及组织成分含量,得出结论:局部硬化成形板料在冷却区及过渡区得到大部分马氏体组织,冷却区材料断裂方式为脆性断裂,断口齐平,抗拉强度达1400Mpa,硬度达460HV;随着加热温度的升高,加热区板料马氏体含量逐渐减少,贝氏体与铁素体含量逐渐增多,材料以韧性断裂方式断裂,断口呈杯锥状,抗拉强度由1185.98Mpa减少至620.44Mpa,硬度由397HV降低至210HV,减少47%,成形件U型底部与侧壁性能均布,局部硬化成形板料冷却区、过渡区、加热区力学性能及微观组织含量均呈梯度性变化。(3)针对加热区,在ABAQUS中建立二维平面U型冲压模型,分析不同保压时间、模具加热温度对热冲压成形板料的影响,得到模具温度场、板料温度场及应力场;针对冷却区,在Fluent中建立三维U型冲压模型,分析空气流动速度对热成形板料的影响,得到模具及板料的温度场,以高强钢连续冷却转变曲线为分析依据,得到以下结论:热冲压过程中最佳保压时间为10s,加热模具可以降低板料的马氏体转变程度,模具内通入的空气流速高于一定流速时即可使板料得到完全马氏体组织,最佳空气流动速度为6m/s。