A new method of incipient melting temperature (IMT) detection, continuous heating and fracture (CHF) method, has been developed in which a constant strain rate tensile or torsion deformation is applied to a specimen whose temperature is simultaneously increased. The IMT is determined in a single test and any phase transformations before the IMT will also be detected by the effects on the stress vs. strain behavior in the same experiment. This method also provides information about the effect of phase transformation and temperature on the mechanical behaviour of steel near the incipient melting temperature.

By means of such tests, the incipient melting behaviour of a series of steels with carbon levels from 0.031 to 0.45 wt% was examined. For the steels containing 0.08- 0.097%C and about 1.5%Mn, it was found that incipient melting occurs in the two phase (γ+δ) region in the temperature range from 1470-1480 °C, and is significantly influenced by microalloying elements. In the ultra-low carbon steel (0.031%C), the IMT is in the single phase δ region at 1495 °C, and for the medium carbon steels containing 0.3- ().42%C (hyper-peritectic) it is in the γ single phase in the temperature range of 1401- 1414 °C. Comparison between the IMT obtained from CHF testing and the solidus temperature calculated from K-O model showed that these two values are extremely close. Since there is no nucleation barrier for melting, it seems that the CHF testing can delineate the solidus temperature in steel.

Examining the effect of strain rate ranging from 7×10⁻⁴ to 5.5×10⁻³ s⁻¹ on the IMT obtained from CHF tensile or torsion testing revealed that the IMT is independent of strain rate and, consequently, independent of grain size.

Comparison between the γ↔γ+δ↔δ phase transformation temperatures on heating in CHF testing and on cooling in continuous cooling torsion (CCT) testing with those calculated from the K-O model indicates that these temperatures on heating are higher and on cooling are lower than the equilibrium transformation temperatures due to kinetic considerations.

It was found that δ ferrite is a very soft phase and its strength is five times less than y austenite. Since the rate of diffusion is very high in δ, dynamic recrystallization does not occur in this phase. However, development of a bamboo structure will produce oscillation in stress vs. strain curve.

Although microalloying elements such as Nb and B have significant solute drag effect in the austenite phase, they tend to decrease IMT. Mo does not exhibit a significant solute drag but, it increases the IMT.

Une nouvelle méthode permettant la détection de la température de fusion localisée aux joints de grains (Incipient Melting Temperature (IMT)) a été développée. Cette méthode expérimentale consiste en la déformation à un taux constant, en tension ou en torsion, d'un échantillon dont la température est augmentée de façon proportionnelle à la déformation (continuous heating and fracture (CHF)). La IMT est déterminée à l'aide d'un seul essai et les transformations de phase avant la IMT peuvent aussi être détectées par leurs effets sur la courbe contraintes-déformation, dans le même essai. Cette méthode expérimentale donne aussi de l'information concernant les effets des transformations de phase et de la température sur les propriétés mécaniques de l'acier près de la température de fusion localisée aux joints de grains (IMT).

L'utilisation de cette méthode a permis l'étude du comportement, près de la température de fusion localisée aux joints de grains, d'une série d'aciers, avec un contenu en carbone allant de 0.031 à 0.45%. Pour les aciers contenant de 0.08-0.097%C et environ 1.5% Mn, la fusion localisée aux joints de grains a été observée dans la région biphasée (y+8) à des températures allant de 1470 à 1480 °C, et est influencée de façon significative par la présence d'éléments de microalliage. Pour les aciers à très faible contenu en carbone (0.031%C), la fusion localisée aux joints de grains se produit dans la région de phase δ à 1495°C, et pour les aciers à moyen carbone contenant 0.3 à 0.42%C (hyper-peritectique) dans la phase γ, dans la plage de températures 1401-1414°C. Les valeurs de IMT obtenues par cette méthode (CHF) et la température de solidus calculée par le modèle K-O sont extrêmement rapprochés. Puisqu'il n'y a pas de barrière de germination lors de la fusion, il semble que la méthode expérimentale CHF peut servir à déterminer la température de solidus pour les aciers.

L'étude de l'influence du taux de déformation, de 7×10⁻⁴ à 5.5×10⁻³ s⁻¹, sur la IMT obtenue par la méthode CHF, en tension ou en torsion, montre que la IMT est indépendante du taux de déformation, donc indépendante de la taille des grains.

La comparaison entre les températures de transformations de phase, γ↔γ+δ↔δ obtenues par la méthode CHF, celles obtenues par refroidissement continu en torsion (CCT) et celles obtenues par le modèle K-O indique que les températures obtenues lors d'une élévation en température sont plus élevées que les températures d'équilibre obtenues par le modèle K-O et plus basses lors d'un refroidissement, ce pour des raisons de cinétique.

Il fut constaté que la ferrite δ est une phase très ductile et que sa résistance mécanique est cinq fois inférieure à celle de l'austénite γ. Comme la diffusion est très rapide dans 4, la recrystallisation dynamique n'a pas lieu dans cette phase. Par contre, le développement d'une structure en bambou va produire des oscillations dans la courbe contrainte-déformation.

Bien que les éléments comme Nb et B aient un effet significatif sur la force de traînée des solutés (solute drag) dans la phase austénitique, ils semblent diminuer la IMT. Le Mo n'a pas d'effet significatif sur la force de traînée des solutés mais il augmente la IMT.