In the processing of steels, various types of alloy compositions and heat treatments have been used to improve strength and ductility. Unfortunately, these methods are usually accompanied by a decrease in formability, Le. there is frequently a compromise between strength and ductility. It has been weil recognized that the presence of retained austenite" in microstructures which include ferrite and bainite, can significantly strengthen the steel and improve ductility by transforming to martensite under an applied stress or strain. This is the basic principal behind the TRIP (transforma(ion-induced plasticity) effect.

In this work, the effects of thermomechanical processing (TMP) and chemical composition on the structure and properties of C-Si-Mn TRIP steels were investigated. It was found that the addition ofNb to these steels not ooly increases the volume fraction of retained austenite, but aIso improves the total elongation and tensile properties. It was also reveaIed that the combination ofstrength and ductility is further optimised by varying the C content in the steel. For C-Si-Mn Nb-bearing TRIP steels, the bainite transfonnation conditions are the critical parameters in dictating the final mechanical properties.

The effects of retained austenite characteristics on the mechanical properties were examined. Although the retained austenite volume fraction is indeed a key factor in controlling the final properties, there are other parameters that must be considered" such as the morphology, particle size, solute enrichment and the mechanical stability ofthe retained austenite. In this work, the approach involved a systematic investigation of the effects of TMP parameters on the state of the retained austenite characteristics and finally, an evaluation ofthe fmal mechanical properties. It was revealed that, for a given ferritelbainite structure, the tensile strength and total elongation are controlled by the volume fraction and the mechanical stability of the retained austenite. Increasing the mechanical stability of retained austenite leads to transformation at higher strains. There is an optimum stability which maximises both the tensile strength and elongation to fracture.

Lors de la fabrication des aciers, différent pourcentages en éléments d'alliages et différents traitements thermiques sont utilisés afin d'améliorer leur dureté et leur ductilité. Malheureusement, ces deux paramètres sont antagonistes et il faut toujours trouver un compromis entre dureté et ductilité. Or la présence d'austénite non transformée au sein d'une microstructure comprenant de la ferrite et de la bainite, peut à la fois, augmenter la dureté et la ductilité des aciers;​ en permettant leur transfonnation martensitique sous l'effet d'une contrainte ou déformation élevées. C'est le principe de base de la transformation plastique induite (TPI).

Ce travail étudie les effets des paramètres thermomécaniques (PTM) et ceux de la composition chimique sur la structure et propriétés des aciers TPI au C-Si-Mn. L'adition de Nb dans ces aciers augmente non seulement la fraction volumique d'austénite non transformée, mais améliore les propriétés d'allongement et de tension du matèriau. Un ajout de C peut encore améliorer la dureté et la ductilité de ces aciers. Pour un acier porteur TIP au C-Si-Mn, la transformation bainitique est le PTM critique qui contrôle les propriétés mécaniques finales.

Une fois la composition chimique et le PTM optimisès, les effets de l'austénite non transformée sur les propriétés mécaniques fmales ont été etudiées. Même si la fraction volumique d'austénite non transformée reste le paramètre clef qui contrôle ces propriétés, d'autres paramètres ont été considérés, tel que la morphologie, la taille des particules, l'effet des solutés et la stabilité mécanique de l'austénite. Ce travail propose une étude systématique des effets des PTM sur l'état de l'austénite non transformée, et une évaluation des propriétés fmales. Il est montrè que pour une structure ferritelhainite donnée, la résistance en tension et l'allongement total est contrôlé par la fraction volumique et la stabilité mécanique de l'austénite non transfonnée. Une meilleure stabilité de l'austénite non transformée est obtenue si la transformation est effectuée a des températures plus élevées. Un optimun de stabilité est trouvé, qui permet à la fois de maximiser la résistance en tension et l'allongement total.