汽车轻量化对热成形零件的需求
汽车轻量化技术首先在瑞典得到开发并注册**，起初并未在汽车工业中得到应用。一家名为Plannja的瑞典公司是**的所有者，采用这项技术生产锯片和割草机刀片。在20世纪80年代初，**件汽车零件被生产出来，是乘用车的侧防撞梁。其他部件，如保险杠、A柱和B柱以及底盘部件也相继生产。每辆车采用热冲压成形生产的零件非常有限，并且由于生产过程低效，使得OEM商采用零件价格较高。20世纪80年代中期**保护失效后，有3家公司能提供全部所需的零件，生产零件的数量由1987年的每年3万件增加到1997年的每年800万件。自2000年以来，更多种类的热冲压成形零件被用在汽车中，生产的数量增加到2000年的100万件以上。 2008年后，高强钢板热成形技术在国内外汽车制造业的应用发展非常迅速，在汽车领域具有广阔的应用前景。从2012年10月CHS2发表的数据可见，全球高强钢用量将会从2012年的180万吨，在2014年将达到250万吨，高强钢热成形零件达到5亿件以上。用在每辆车中的零件数量也大大增加，一些公司正在研究采用热成形件构造车身整体结构的可能性。 减薄结构的极限
热成形技术发展所依赖的一个重要方向是材料强度的提高。目前1500～1600MPa可以在一般热冲压成形条件下获得，也就是人们通常开始谈论2GPa。实现车体零件轻量化的途径是通过提高材料强度（目前已经出现1800～2000MPa的超高强钢），优化零件结构使零件变得越来越薄，从而减轻重量。然而减薄量是受限制的，在有关冲击能计算体系中，抗冲击载荷是材料厚度的函数。当强度提高、零件变薄后，会因为结构材料失稳而破裂。在这种情况下，材料的弯曲强度的显得更重要。一方面通过强化减薄材料而实现轻量化，另一方面要采取失稳破裂保护措施。在满足失稳条件下，有多少重量可以减轻，取决于结构减薄量有多少。针对现有的常规车体架构，通过采用热成形车体零件，可以把重量减少约20％～30％。 变强度成形技术 从目前的研究状况来看，变强度成形技术（tailored properties）上很多工作要做，因为这是另一个重大课题，要求材料的设计与成形技术相结合的更加紧密。这项技术只需一次热冲压成形，就可以使零件的不同区域获得不同强度和延伸率，而不是均一化的强度与延伸率。汽车设计师希望通过车体的超高强度进行碰撞入侵防护，如对典型的侧向碰撞，就要靠B柱为乘员提供保护。但如果同一车体结构零件能够在抵抗碰撞侵入的同时，也吸收一部分冲击能量，就可以大大提高碰撞**性指标。变强度成形就是要使零件的一些区域强度柔和一些，因此需要提高零件材料的延伸率，增加冲击能量的吸收能力。因此，为某一车型量身定制的热成形组件，满足其强塑性分布具有重要意义。 汽车B柱的变强度成形零件，A处强度为1500MPa，延伸率6%；B处强度为700MPa，延伸率15%。有许多方法可以来实现这样的要求，类似拼焊板，也许会在一个抗冲击侵入的区域需要1500MPa强度，但延伸率只有6%～8%。而在另一个不需要热冲压强度的区域，可能是600MPa或700MPa，但延伸率可以达到15%，相比之下韧性提高有助于吸收碰撞能。 类似B柱变强度结合部的成形试验模具。把WHT1500板料加热到930℃经过保温，在850℃ 的特殊设计的模具中成形。T形头部模具温度保持在400℃，而杆部模具温度保持在20℃，变强度成形模拟的零件温度及硬度分布如图3b、c所示。试验结果表明，采用设置模具间隙和模具温度差，是简单可行的变强度成形方法。对模具间隙形成的零件过渡带力学特性的分布控制，是工程应用的关键。 在工艺流程内是可以达到这个目标的，比如使用定制加热。部分坯料的加热是被保护控制的，永远不会到达奥氏体温度，成形中就不会淬火成马氏体。另外，可以使用不同传热系数模具钢，在同样的坯料温度下成形时，有些区域冷却较快获得更多的马氏体组织，有些区域冷却较慢获得贝氏体组织。稳定淬火获得马氏体，所以它是很硬的，坯料的局部将淬成贝氏体。每秒30℃是临界冷却速度，高于这个速度形成马氏体，而低于这个速度贝氏体(或铁素体)将形成，所以比较软。贝氏体是奥氏体将形成中的一个阶段。贝氏体是钢的中等强度组织，所以可以成形一个零件，在一个冲击区具有1500MPa，而在另一个区域是600～700MPa强度，并有更高的延伸率。 另外的办法是通过回火操作。在这种情况下，零件是在热成形中完全淬火，所以它的强度一致。然后对一些区域进行不同的回火热处理，可以获得较低的强度和较高的延伸率。 基于变强度成形原理和工艺试验结果，人们从不同角度产生对变强度综合应用的关注：要求在某些局部可以有效吸收能量，有较软法兰边可以模具冲剪切边，而不用激光切割。或在定制区域内，如在紧固件连接处，有更好的柔韧性、降低脆性。
高强钢热冲压成形技术及应用进展
为了保护我们的环境，未来在车辆方面的燃油消耗和二氧化碳排放量必须减少。世界各地汽车数量日益增加，需要进一步减少单车的燃料消耗，汽车行业正面临着的新挑战。实现这个目标的方法之一，是减轻汽车的重量。随着道路车流量的上升，发生事故的危险也在增加，这就意味着汽车必须满足更高的**需求。对于车身设计，当前的挑战是提高重要部位的刚度，并减少车身的重量。满足这些需求的**解决方法之一，是通过热成形技术制造的汽车车身零部件。
过去，热成形以一种效率低并且昂贵的制造工艺著称。如今，新发展的制造工艺不仅提高了制造速度，而且提供了更加优良的零件质量。这使得热成形将在未来5年从临时的解决方法发展成为汽车结构件制造的长期生产方式。采用新一代热成形线的产量非常接近冷冲压成形。这些新开发高产量和质量的生产线涉及大量的基础研究，包括加热、板料与模具接触、成形，冷却和切边工艺。这些开发的*终结果是产生了具有高生产效率用于制造高质量和高质量稳定性零件的热成形线。
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