减轻车体重量是车辆使用过程中节能、减排最有效的办法,而减重最有效的办法就是使用高强度、高韧性的金属材料。传统车用薄片和薄壁空心部件大都是采用液压成形技术在室温下冷成形。而先进高强钢(AHSS)的室温变形能力很差,容易开裂,尺寸精度差且成形所需的成形力非常大。因此,传统的常温液压成形方法难以满足AHSS薄壁空心零件制造的要求。本文提出气压热成形方法,用于解决AHSS常温成形过程中成形力大、回弹大、尺寸精度低和易开裂等问题。采用该工艺,不仅能够达到十分理想的减重和提高安全性能的效果,还能够有效的降低力能消耗,大大减轻冲压成形设备整体重量和设备投入,在节能降耗方面具有工程应用和产业化的巨大潜力。主要研究及工作内容总结如下:(1)薄壁管高气压热成形工艺设计。将AHSS薄壁坯件在成形模具内加热到奥氏体区,用高压氮气作为成形介质,在高温状态下对处于模具型腔中的坯件进行胀形,通过水冷模具接触以及增压气氛进行快速冷却,利用AHSS淬火硬化效应,最终获得强度在1400MPa以上并且尺寸和形状精确的高屈强比薄壁成形工件。(2)薄壁管高气压热成形控制系统的设计与开发。根据工艺要求,开发温度闭环控制和压力闭环控制模型,以及轴向进给补料量数学模型。(3)薄壁管高气压热成形数值模拟。利用高温拉伸实验获得热成型钢22MnB5的高温力学性能,拟合出本构方程;利用有限元软件对薄壁管高气压热成形过程进行数值模拟,获得胀形率、壁厚、温度和通气时间之间的关系。(4)薄壁管高气压热成形实验研究。利用不锈钢和热成型钢进行成形实验,验证数值模拟的分析结论;并采用扫描电镜分析胀破管坯断口形貌,通过金相照片分析管坯胀形前后的组织变化。