硼钢热冲压成形技术可以使零件强度提高的同时有效减轻重量,广泛应用于汽车零部件生产。虽然传统热冲压零件具有高强度和高硬度,但塑性和韧性较差,高强度的零部件给碰撞过程中的能量吸收以及成形后部件的再加工带来了困难,为了解决这个问题,可以使零件局部区域获得更多塑性和韧性较好的微观组织,模具分区冷却热冲压成形技术由此产生。本文通过实验与数值模拟,研究了模具分区冷却热冲压成形技术对U型件力学性能、组织含量及形状精度的影响。实验使用本课题组自行设计研发的分区冷却热成形实验模具,模具由冷区和热区两部分组成,冷区保持室温不变,热区温度可在25℃至600℃之间进行调节,通过调节不同的模具温度来控制板料的冷却速率,从而使板料的不同区域获得不同的微观组织和力学性能。研究结果如下:(1)热区温度由25℃升高至600℃,冷区板料的抗拉强度和显微硬度基本不发生变化,约为1440MPa和530HV;热区板料的抗拉强度由1443MPa降至701MPa,降低了51.4%,显微硬度由526HV降至246HV,降低了53.2%。(2)冷区板料的微观组织主要由马氏体组成,并含有少量的贝氏体和铁素体组织;热区板料的微观组织随温度变化较明显,模具温度由25℃上升至600℃,马氏体相含量由90%降至13%,贝氏体组织由8%增加到70%,铁素体由2%增加到17%。(3)利用多元线性回归方法分析回弹角与马氏体、贝氏体和铁素体含量之间的线性相关关系,采用优化方法建立了微观组织与形状精度之间的数学关系模型,实现对模具分区冷却热冲压成形件基于组织含量的回弹精确预测。(4)建立模具分区冷却热冲压成形有限元模型,对热区温度为25℃至600℃的成形及回弹过程进行仿真分析,将模拟结果与实验结果进行比较,验证了模型的有效性。