The third-generation advanced high strength steels, AHSS, represent an opportunity for today’s steel development, where lighter materials with maintained strength and toughness are in demand. The unique properties of these materials often stem from a tailored microstructure. In the continued development of these steels, without relying on expensive alloying methods, process design in the form of precise heat treatments plays an increasingly important role. This work focuses on Medium Mn AHSS with the aim of investigating one of these heat treatments, intercritical annealing, which is essential for achieving the desired material properties. Experimental testing of annealing effects is acknowledged to be a challenging process, and this study aims to present a novel approach for these types of tests. During experimental testing of intercritical annealing, the thermomechanical testing system Gleeble 3800 is a recognized tool. The mounting technique employed in the Gleeble results in an inhomogeneous heat distribution in the samples, generating a thermal gradient. This report aims to utilize this gradient as an opportunity to test the effect of several intercritical annealing temperatures on one sample, thereby increasing the efficiency of experimental work. The method is based on data retrieved from thermocouples attached to the specimen during Gleeble trials with the intent to identify the thermal gradient. This data is combined with x-ray diffraction measurements where the retained austenite fraction is measured. Thermodynamic calculations of expected retained austenite fraction following intercritical annealing are performed parallel to experimental work. The results of this work show that it is possible to utilize the thermal gradient to retrieve extensive data regarding the effect of intercritical annealing using only one sample. The results show a distinct thermal gradient and a corresponding gradient of retained austenite fraction along the specimen. The results for retained austenite fraction at room temperature can be rationalized on the basis of computational predictions. These variations potentially arise due to the material not reaching equilibrium within the annealing timeframe. This conclusion is supported by other computational results concerning austenite composition. In summary, the present work illustrates a new approach streamlining experimental work that, with some refinements, has the potential to benefit the broader scienitific community, in addition to providing a powerful new tool for rapid technological advancement in the steel industry / Tredje generationens avancerade höghållfasta stål representerar en möjlighet för dagens stålutveckling där lättare material med bibehållen styrka och seghet efterfrågas. De unika egenskaperna hos dessa material härrör ofta frän en skräddarsydd mikrostruktur. Vid fortsatt utveckling av dessa stål är det önskvärt att minimera användningen av legeringsämnen, vilket betyder att processdesign i form av korrekta värmebehandlingar blir  av  stor  betydelse.  Detta  arbete  fokuserar  på  Medium  Mn  avancerade höghållfasta stål med syftet att undersöka en av dessa värmebehandlingar, interkritisk glödgning,  vilken  har  en  avgörande  betydelse  för  att  uppnå önskad  prestanda. Experimentell  testning  av  glödgningseffekter  anses  vara  en  utmanande  process och avsikten med denna studie är att presentera ett nytt tillvägagångssätt för denna typ av test. Under experimentell utvärdering av glödgningseffekter används ofta det termomekaniska testsystemet  Gleeble  3800.  Provmonteringen  i  Gleeblen  resulterar i en  inhomogen värmefördelning i proverna vilket medför en temperaturgradient. Denna rapport syftar till att använda gradienten som en möjlighet att testa effekten av flera  glödgningstemperaturer  på  ett  enda  prov  och  därigenom  öka  effektiviteten i det  experimentella  arbetet.  Metoden  grundas  på  data  från  termoelement  fästa  på provet under Gleebleförsök, med avsikt att identifiera den termiska gradienten. Denna data kombineras sedan med XRD-mätningar där austenitfraktion efter värmebehandling utvärderas.  Termodynamiska  beräkningar  av  förväntad  austenitfraktion  efter interkritisk glödgning genomförs parallellt med experimentellt arbete. Resultaten  från  detta  arbete  påvisar  att  den  presenterade  metoden  är  genomförbar då omfattande data gällande interkritisk glödgningseffekt grundat på endast ett prov erhålls. Resultaten visar en tydlig termisk gradient och en motsvarande gradient av austenitfraktion längs provet, vilka är i överensstämmelse med tidigare experimentella resultat för samma material. Resultaten för austenitfraktion vid rumstemperatur uppvisar  betydande  likheter  med  de  termodymiska  beräkningarna, med  några  undantag. Orsaken till dessa variationer ¨ar troligen en otillräcklig glödgningstid, vilket gör att  materialet  inte  når  jämvikt.  Denna  hypotes  stöds  av andra  beräkningsresultat gällande austenitens sammansättning. Sammanfattningsvis presenterar denna rapport ett nytt tillvägagångssätt för att effektivisera experimentellt arbete, som med vissa förbättringar har potential att gynna det bredare forskarsamhället.

Lors d’un recuit inter-critique d’un acier dit « Medium Manganèse », dont la teneur en Mn est située entre 4 et 12 %, avec une microstructure initiale complètement martensitique, la formation de l’austénite obéit à un mécanisme spécifique qui porte le nom d'ART - « Austenite Reverted Transformation » (transformation inverse de l’austénite). L’objectif de ce travail de thèse était d’étudier et de modéliser les évolutions microstructurales en lien avec les propriétés mécaniques lors d’un recuit ART. Il a été déterminé que la microstructure finale se compose de phases de nature (ferrite, austénite résiduelle et martensite de trempe) et morphologie (en forme d’aiguille et polygonale) différentes. Une attention particulière a été accordée aux cinétiques de dissolution des carbures et de formation de l’austénite. Une vision complète de ces processus a été construite. En outre, le mécanisme de stabilisation de l’austénite résiduelle à la température ambiante a été étudié et discuté. Enfin, des essais de traction ont été réalisés afin d’évaluer le comportement mécanique de l’acier après différents recuits ART et établir le lien avec la microstructure. Une analyse plus détaillée du comportement de chaque constituant de la microstructure a été effectuée. A l'issue de cette thèse, un modèle complet est disponible pour calculer les courbes de contrainte vraie - déformation vraie d’un acier Medium Mn / During the intercritical annealing of fully martensitic Medium Mn steel, containing from 4 to 12 wt.% Mn, the formation of austenite happens through the so-called “Austenite Reverted Transformation” (ART) mechanism. In this PhD work, the evolution of both microstructure and tensile properties was studied as a function of holding time in the intercritical domain. The microstructure evolution was studied using a double experimental and modeling approach. The final microstructure contained phases of different natures (ferrite (annealed martensite), retained austenite and fresh martensite) and of different morphologies (lath-like and polygonal). A particular attention was paid to the kinetics of austenite formation in connection with cementite dissolution and to the morphology of the phases. A mechanism was proposed to describe the formation of such microstructure. The critical factors controlling thermal austenite stability, including both chemical and size effects, were determined and discussed, based on the analysis of the retained austenite time-evolution. At last, tensile properties of the steel were measured as a function of holding time and the relation between microstructure and mechanical behavior was analyzed. Advanced analysis of the individual behavior of the three major constituents was performed. As a final output of this work, a complete model for predicting the true-stress versus true-strain curves of medium Mn steels was proposed