淬火&碳分配(Quenching&Partitioning)热冲压工艺可以在略微降低甚至不降低材料强度的基础上大幅度提高材料的延伸率,从而有效提升热冲压产品的综合力学性能。但因Q&P热冲压工艺增加了碳分配(Partitioning)过程,且包含两个淬火过程,因而其组织演化比普通热冲压更加复杂。本课题建立了适用于Q&P热冲压全过程的微观组织演化模型,并在此基础上建立了热冲压产品性能预测模型。完成的研究工作如下:1.研究Q&P热处理后材料的微观组织。借助Gleeble 3500热模拟实验平台对B1500HS进行Q&P热处理,并分析其组织特征,测量其力学性能。OM、SEM、TEM图像和XRD检测表明Q&P热处理相较于直接热冲压,微观组织中含有较多的残余奥氏体。碳分配温度为250℃、300℃和350℃时,材料残余奥氏体含量分别为3.2%、6.2%、4.7%,而直接热冲压材料残余奥氏体仅有1.2%。这也是Q&P热处理后材料延伸率明显高于普通热冲压的主要原因。2.建立了适用于Q&P热冲压全过程的微观组织和材料性能预测模型。对现有的扩散型和非扩散型相比模型进行了对比,并考虑碳分配过程。基于Li模型+Lee模型+CCE模型,建立了Q&P热冲压全过程相变模型。在此基础上,建立了Q&P热冲压产品的力学性能预测模型,其中采用硬度混合法则预测材料硬度,强度经验公式预测强度,并修订了延伸率预测模型。3.以上述模型为基础,建立Q&P热冲压微观组组演化与性能预测仿真平台,并与U型实验件进行对比,验证模型的适用性。利用有限元模拟软件LS-DYNA R800实现微观组织预测模型的组建,并借助用户自定义开发的传热模型子程序,实现了实际热冲压实验温度场的准确模拟。在此基础上预测U型件各个位置的微观组织含量和抗拉强度、延伸率,并与实验结果进行对比,二者吻合较好。4.验证所提模型在其他材料Q&P热冲压性能预测方面的表现。选择27SiMn和TRIP 780两种高强钢开展Q&P热模拟,并用所提模型预测它们的微观组织含量和最终力学性能。与实验结果的对比表明,所提模型对上述材料的预测结果也具有较好的准确性。