现代汽车设计对乘员保护结构提出了新的要求——同一零件的不同部位具有局部阶梯式变化或者梯度变化的力学性能,以保证防侵入的同时以获得更佳的溃缩吸能特性。国内外学者和工程技术人员针对这一趋势进行了相关研究,从不同路径实现了阶梯式可变强度的热成形件。但是,在工艺灵活性、适应性和稳健性等方面存在诸多问题,尚不能满足日益复杂的热成型件设计需求。基于此,在超高强度钢热成形工艺的基础上,提出了具有更高可设计性和适应性的梯度控温相变强化的定制化热成形技术。本研究通过对超高强钢零件定制热成型温度历史,使材料成形淬火后得到不同相组分组合的微观组织,进而实现零件力学性能(强度、延伸率等)的定制化分布,主要的研究内容及结论如下:采用数值模拟与实验相结合的研究方法,研究梯度相变强化模式实现均一板料热成形零件不同区域的力学性能平稳过渡的热成形技术,设计自动控温的梯度相变强化试验系统,建立不同梯度冷却条件与板料组织性能的映射关系模型。最后探索了梯度相变强化热成形工艺在汽车变强度B柱上的应用。(1)设计了梯度控温的热冲压平板模具,通过数值模拟技术研究梯度冷却条件下钢板温度、模具温度、材料相组分等随时间、空间的变化规律,绘制了不同恒定模温下的超高强硼钢板非等温连续冷却转变曲线图。(2)在前期数值模拟的基础上,借鉴常规热冲压模具的设计开发经验,开发了自动控温的梯度相变强化试验装置,进行系列定制化热冲压试验,探讨不同初始成型温度、不同模具温度梯度及保压时间下的不同梯度冷却条件对热冲压件微观组织成分的影响。(3)建立了超高强硼钢板在热成形过程中不同梯度冷却条件与最终板料微观组织(各相组分)、力学性能(硬度、强度、延伸率)的映射关系模型。(4)基于数值模拟和实验建立的不同梯度冷却条件-组织性能映射关系模型,研究目标零件——汽车B柱的定制化热成形模具和工艺设计实现方法,并进行数值模拟仿真论证。