Thermomechanical processing, which is a combination of deformation and heat treatment, is an optimum method to control the microstructural evolution and, accordingly, to generate the desired mechanical properties of materials. TRIP (Transformation-Induced-Plasticity) behavior is a powerful mechanism with which to improve mechanical properties. The basis of TRIP behavior is the retention of austenite with optimum characteristics (volume fraction, stability, size, morphology and composition) at room temperature. The transformation of retained austenite to martensite during deformation can lead to TRIP-enhanced properties. This work deals with the effects of thermomechanical processing parameters on the microstructural characteristics of TRIP steels, primarily from the point of view of the retained austenite condition in Si-Mn and Si-Mn-Nb bearing TRIP steels. Initially, a new test technique based on continuous cooling compression (CCC) testing was developed to find the critical temperatures of thermomechanical processing (TMP). A major finding from the CCC test is the ability to determine the Ae₃ (equilibrium austenite-to-ferrite transformation) temperature. In the CCC test, the Ae₃ appeared to be associated with an increase in the rate of increase in flow stress with decreasing temperature. In order to further evaluate this result, neutron diffractometry at high temperatures was used to monitor any crystallographic changes associated with the metastable region. The results revealed an increase in the rate of contraction of the austenite lattice as the temperature decreases through the metastable state (below Ae₃), compared with that observed as the temperature decreases through the stable austenite region. Having defined the critical IMP temperatures, the effects of processing parameters on the state of the retained austenite were examined by changing the thermomechanical processing conditions. These effects were more fundamentally considered by taking into account the influence of other micro constituents (austenite transformation products), present in the microstructure, on the retained austenite characteristics. The approach involved a systematic investigation of the effects of TMP parameters on the state of the retained austenite and finally, for the important cases, evaluating strength and ductility. In this respect, for example, it was shown that the prior austenite grain size obtained by different TMP (RCR or DRCR) has opposing effects on the retained austenite characteristics when a microalloying element (e.g., Nb) is added. In addition, if the dynamically recrystallized austenite substructure is retained to transformation temperatures, a higher volume fraction of retained austenite is obtained.

Les traitements thermomécaniques combinant déformation et traitement thermique offrent une méthode efficace pour le controle de l'évolution de la microstructure d'un alliage, ce qui permet l'obtention des propriétés mécaniques désirées dans le matériau. Le comportement TRIP (Transformation-Induced-Plasticity) est un mécanisme puissant permettant d'améliorer les propriétés mécaniques. Le principe du comportement TRIP repose sur la conservation de l'austénite avec des caractéristiques optimales (fraction volumique, stabilité, taille, morphologie et composition) à la température de la pièce. Lors de la déformation, la transformation de l'austénite résiduelle en martensite peut ammener des propriétés améliorées par TRIP. Ce travail se rapporte aux effets des paramètres de traitement thermomécanique sur les caractéristiques microstructurales des aciers TRIP, surtout du point de vue des conditions de conservation de l'austénite dans les acier Si-Mn et Si-Mn-Nb. Une nouvelle méthode d'essais basée sur un refroidissement continu en compression, la méthode CCC, (Continuous Cooling Compression) a été développée pour déterminer les températures critiques de traitement thermomécanique. L'avantage de la méthode CCC repose sur la capacité de déterminer la température Aez (température d'équilibre de la transformation austenite-ferrite). Dans les essais CCC, la température Aez apparait, lors de la diminution en température, comme un accroissement du taux d'augmentation de la contrainte d'écoulement. Pour permettre une évaluation plus complète de ces résultats, la diffractometrie de neutrons à haute température a été utilisée pour suivre les changements crystallographiques associés au régions métastables. Les résultats révèlent une augmentation du taux de contraction de la maille austenitique lors d'une baisse de température dans la zone métastable (en dessous de Ae₃), ceci comparé avec ce qui est observé quand la température diminue dans la zone où l'austénite est stable. Ayant défini les températures critiques de traitement thermomécanique, les effets des paramètres de traitement sur l'état de l'austénite résiduelle ont été examinés en changeant les conditions de traitement thermomécanique. Ces effets furent considérés suivants les caractéristiques de l'austénite résiduelle obtenue, en tenant compte de l'influence des autres microconstituents (produits de transformation de l'austénite) présents dans la microstructure. L'approche utilise une étude systématique de l'effet des paramètres de traitement thermomécanique sur l'état de l'austénite résiduelle et pour les cas les plus important, la résistance mécanique et la ductilité sont évaluées. Il fut, entre autre, démontré que la taille des grains austenitique initiaux, obtenus par différents traitements thermomécaniques (laminage controle par recristallisation ou laminage controle par recristallisation dynamique (RCR et DRCR)), a des effets opposés sur les caractéristiques de l'austénite résiduelle lors de l'ajout d'un élément de microalliage, comme le niobium. De plus, si la structure d'austénite obtenue par recristallisation dynamique est retenue jusqu'à la température de transformation, un plus grand volume d'austénite résiduelle est obtenu.