汽车的发展给人们的生活带来了极大便利的同时,也带来了严重的能源消耗和大气污染的问题。为了降低汽车的燃油消耗,减少对环境的污染,汽车轻量化是近年以及未来汽车工业发展的重要方向。在汽车轻量化过程中,除了结构设计外,材料的轻量化具有极为重要的作用。值得注意的是,汽车的轻量化需要以保障安全为前提,因此在提高汽车用钢材料强度的同时,努力保证表征汽车吸能特性的材料的强塑积具有重大意义,从成本和加工性能的考虑,目前主流的高档家用汽车都使用了大量的热成形汽车部件。其中典型的产品所用材料为22Mn B5,其制备的汽车部件抗拉强度可以达到1500MPa,但是塑性较低,仅为5~7%,相应的强塑积仅仅只有7~10GPa%。基于这一现状,本文以项目组前期研究工作为基础,系统研究了一种以Cr-Mn合金设计为基础的低合金新型汽车热成形用钢物理特性和组织性能关系,为推动这一新型汽车热成形用钢的开发和工业推广提供基础。本文针对设计的Cr-Mn系热成形用钢20Mn2Cr、27Mn2Cr和20Mn2Cr Nb进行了基本物理参数的分析,结果表明Cr可以有效地提高钢的淬透性。在实验用钢C（0.21~0.27wt%）和Mn（1.66~2.03wt%）的基础上,添加1.2~1.5wt%Cr,可以使钢的淬透性得到显著的提高,20Mn2Cr和20Mn2Cr Nb号实验钢的临界冷速均为10℃/s,27Mn2Cr的临界冷速为5℃/s,远小于22Mn B5所要求的27℃/s。临界冷却速度的降低便于热成形模具的制造,有助于在热成形过程中淬火形成马氏体。根据设计的实验用钢,用于热成形模拟。实验本文分别采用了不同的奥氏体化温度、保温时间和冷却速度研究了热成形工艺参数对热成形样品组织和性能的影响。其中奥氏体化温度分别为890℃、910℃、930℃、950℃,保温时间分别为5min、8min、10min、12min和15min。在加热保温后分别以水冷和油冷两种冷却方式冷却至室温。研究的结果表明:当加热温度提高到910℃以上,由于奥氏体晶粒的长大,从而表现出钢的力学性能的降低。但是因为合金元素Nb的在热处理过程中生成了Nb C,由于Nb C粒子可以阻碍奥氏体晶粒的长大,因此即使加热温度提高到950℃,其力学性能并没有发生显著的降低。随着加热时间的延长,奥氏体晶粒未发生较为明显的长大。值得注意的是,本文研究的27Mn2Cr汽车热成形用钢,在热成形加热温度为890℃,保温时间为10min,经过水淬得到马氏体后,表现出优异的强度和塑性。在高达2GPa的强度水平下,塑性伸长率依然达到了10%,强塑积实现了20GPa%,一方面实现了2GPa级的汽车部件的制备,另一方面强塑积比传统22Mn B5增加了200%。这一力学性能的实现为研究开发具有良好强塑积的2GPa级的超高强度汽车热成形用钢提供了具有重要的参考价值。