Les matériaux ODS (Oxide Dispersion Strengthened), mis au point par métallurgie des poudres, sont la solution de référence pour le gainage du combustible nucléaire des nouveaux réacteurs de génération IV à fort taux de combustion. Ils présentent une résistance au gonflement sous irradiation augmentée par rapport aux aciers austénitiques et une grande stabilité dimensionnelle en fluage induite par une dispersion homogène de nano-particules stables à haute température. Après co-broyage de la poudre d'alliage maître avec une poudre d'oxydes d'yttrium, le matériau est consolidé par filage à chaud, puis mis en forme à froid par laminage à pas de pèlerin. Les matériaux ODS sont caractérisés par une faible ductilité et une dureté élevée à température ambiante. Les passes de laminage doivent être entrecoupées par des traitements thermiques intermédiaires afin de restaurer le tube et éviter tout endommagement pendant la gamme de transformation.Cette étude vise à identifier les points clés pour la maîtrise de la gamme de transformation à froid de deux nuances ODS : une nuance ferritique Fe-14Cr-1W et une nuance martensitique Fe-9Cr-1W. Les relations entre les traitements thermomécaniques et la microstructure sont étudiées à partir de caractérisations multi-échelles. La compréhension des mécanismes d'évolution de la microstructure permet de proposer, pour chaque nuance, une gamme de transformation à froid robuste. Pour la nuance ferritique Fe-14Cr-1W, la déformabilité est assurée par une croissance des grains à haute température suivant un mécanisme de type Strain Induced Boundary Migration (SIBM). Des optimisations s'appuyant sur une recristallisation primaire sont envisagées. Pour la nuance martensitique Fe-9Cr-1W, la gamme mise en œuvre permet d'obtenir un matériau dont la déformabilité et les caractéristiques mécaniques à chaud sont équivalentes voire meilleures que celles des nuances de la littérature. Des évolutions des gammes et de la composition chimique sont proposées pour améliorer la résistance à la corrosion et au fluage. / Oxide dispersion strengthened steels, elaborated by powder metallurgy, are considered as reference materials for high burn up cladding tubes for future Sodium Cooled Fast reactors. They present superior radiation resistance compared with austenitic steels and high creep strength due to reinforcement by the homogeneous dispersion of hard nano-sized particles. After mechanical alloying of the matrix powder and the yttrium oxides, ODS steels are consolidated by hot extrusion and manufactured by using cold pilgerin process. ODS steels are usually characterized by a low ductility and a high hardness at room temperature. The cold-rolling passes have to be punctuated by intermediate heat treatments in order to soften the raw tube and avoid any damage in the course of manufacturing.The aim of this study is to identify the key points for the control of the manufacturing of two grades: a Fe-14Cr-1W ferritic grade and a Fe-9Cr-1W martensitic grade. The relationship between thermomechanical treatments and microstructure is studied by multi-scale characterizations. The understanding of the microstructure evolution permits the determination of robust fabrication routes for both grades. The deformability of the ODS Fe-14Cr-1W ferritic grade is ensured by grain growth at high temperature following a Strain Induced Boundary Migration (SIBM) mechanism. Optimizations through primary recrystallization are proposed. Fabrication route of ODS Fe-9Cr-1W martensitic grade permits to obtain a material characterized by deformability and high temperature mechanical properties similar or even better than those of literature grades. Fabrication routes evolutions and chemical composition optimization are proposed to improve the corrosion and thermal creep resistance.

Les propriétés d'usage de l'alliage Ti17 dépendent fortement de la taille, de la morphologie et de la répartition des précipités de phase α au sein de la matrice β. Ces paramètres microstructuraux découlent des conditions de traitement thermomécanique et c'est pourquoi la maîtrise des propriétés mécaniques et l'optimisation des procédés nécessitent de connaître les microstructures finales comme leur évolution pendant leur mise en oeuvre. A cet effet, deux approches de modélisation sont développées dans le cas du refroidissement consécutif au forgeage à haute température :<br />La première approche utilise la loi de Johnson – Mehl – Avrami – Kolmogorov (JMAK) qui permet de prédire, à l'échelle macroscopique, la proportion des différentes morphologies de la phase α. Le calcul métallurgique nécessite au préalable la mesure des cinétiques isothermes de transformation afin de déterminer les paramètres de la loi de JMAK. Des refroidissements continus à température contrôlée sont simulés, la comparaison avec l'expérience se révélant concluante. Le cas de pièces massives, sièges de gradients thermiques et microstructuraux est alors envisagé. Les données thermophysiques de l'alliage et l'enthalpie de transformation étant mesurées au préalable, les évolutions couplées thermiques et microstructurales sont prédites à l'aide du logiciel de calcul par Eléments Finis ZeBuLoN dans lequel nous avons introduit le modèle de calcul de cinétique de transformation de phase. Les calculs sont comparés aux résultats obtenus lors d'expériences de refroidissement de cylindres instrumentés. Le module de calcul ainsi obtenu est appliqué au cas d'une pièce industrielle.<br />La deuxième approche repose sur la modélisation de la germination et de la croissance des précipités de phase α aux joints de grain. Ce calcul à l'échelle microscopique, celle des précipités, permet de prédire l'influence de la déformation plastique dans le domaine β sur la transformation de phase. Le modèle s'appuie sur les microstructures de déformation de la phase β à haute température, (par exemple la taille de grain recristallisé), fonction des conditions de déformation. Les cinétiques de transformation sont prédites pour divers traitements à température contrôlée consécutifs à une simple mise en solution ou bien à une déformation plastique dans des conditions données. Concernant la prise en compte d'une pré déformation, la comparaison avec des résultats expérimentaux de la littérature est concluante. Par ailleurs, le modèle est utilisable sur d'autres alliages (connaissance des compositions d ‘équilibre des phases et des coefficients de diffusion) et il permet d'accéder à des paramètres microstructuraux tels que des tailles de précipités.

Le comportement en fluage isotherme de l'alliage M5® a été étudié à haute température dans le domaine biphasé (α+β). Une première approche consiste en l'identification des lois de fluage des phases α et β dans leur domaine monophasé respectif puis en l'extrapolation de ces lois dans le domaine biphasé. Cette approche ne permet malheureusement pas de reproduire le comportement expérimental. Une amélioration de ce modèle est développée dans cette étude en prenant en compte deux effets microstructuraux : (i) la taille de grains : des tailles de grains spécifiques contrôlées ont été obtenues en appliquant des traitements thermo-mécaniques au matériau. Des essais de fluage dans les domaines quasi-α et quasi-β ont ainsi mis en évidence un fort effet de la taille de grains, en particulier dans le régime de fluage diffusionnel. (ii) le contraste micro-chimique entre les phases α et β dans le domaine biphasé : d'après des calculs thermodynamiques et des analyses microstructurales, la phase β est enrichie en Nb et appauvrie en O (inversement pour la phase α). Des essais de fluage ont alors été mis en œuvre sur des alliages Zr-Nb-O dont les teneurs en Nb et O sont représentatives de chaque phase dans le domaine biphasé. Cette base expérimentale a permis de d'identifier de nouvelles lois de fluage pour les phases α et β. Ces lois ont été ensuite implémentées dans un modèle éléments finis afin de simuler le comportement du matériau biphasé. La morphologie 3D des phases (en particulier la germination de la phase β aux joints de grains α) est introduite explicitement dans les simulations afin de mettre en évidence son effet sur le comportement macroscopique. M5® est une marque déposée d'AREVA NP.

De nos jours on utilise de plus en plus les aciers pré-revêtus dédiés aux applications pour emboutissage à chaud afin de protéger la surface de l’acier contre la décarburation et l’oxydation durant le traitement thermique. Le revêtement est déposé à chaud en continu par immersion de la bande d’acier dans un bain d’Al-Si. Pendant l’austénitisation le revêtement Al-Si se transforme par réactions d’inter-diffusion et de solidification. Ces réactions conditionnent la microstructure finale et en particulier la surface du revêtement, responsable des propriétés d’emploi telles que le soudage par point et l’adhérence peinture.A l’état de livraison le revêtement Al-Si contient les phases suivantes : des grains d’Al, l’eutectique ternaire Al-Fe-Si, une couche intermétallique ternaire Al-Fe-Si et une couche intermétallique binaire Al-Fe. Après austénitisation les phases se transforment en deux types d’intermétalliques : intermétalliques ternaires riches en Si et intermétalliques binaires pauvre en Si.Durant cette étude une identification complète des différentes phases a été établie. Les phases initialement riches en Si se transforment en phases fusibles par réactions eutectique ou péritectique. La présence de phase liquide accélère la diffusion locale de fer permettant aux phases riches en Si de garder leur contenu en Si pendant tout le traitement thermique. C’est la diffusion du fer qui stabilise les gradients en Si dans le revêtement, malgré les lois de diffusion classiques. En utilisant le diagramme de phases ternaire il a été démontré comment l’enrichissement en fer s’établit dans le revêtement tout en gardant l’équilibre aux interfaces entre les phases riches et pauvres en Si / Nowadays more and more pre-coated steels are applied in hot-stamping process to prevent the steel surface against iron oxidation and decarburization during the heat-treatment. The coating is deposited by hot-dipping the coil in an Al-Si bath. During the austenitization, the Al-Si coating transforms completely by inter-diffusion and solidification reactions, which define the final microstructure and particularly the top layer responsible for the in-use properties like spot welding and painting adhesion.At the delivery state, the Al-Si coating is a multiphase coating containing the following phases: Al-grains, Al-Fe-Si ternary eutectic phase, an Al-Fe-Si intermetallic layer and a binary Al-Fe interfacial layer. After the heat-treatment, all the phases transform into two types of intermetallic compounds: Si-rich ternary and Si-poor binary compounds.During this study, a complete identification of the different intermetallic phases has been conducted. Initial ternary Al-Fe-Si phases transform into fusible phases by eutectic or peritectic reaction. The presence of liquid state enables rapid local iron diffusion which allows to the Si-rich phases to keep their high Si content during the whole treatment. So the iron diffusion stabilizes the Si gradients in the coating despite the classical diffusion laws. Using the ternary phase diagram it was shown how iron enrichment in the coating proceeds by keeping thermodynamical equilibrium along the interfaces between Si-rich ternary and Si-poor binary phases. A phenomenological model of phase transformations explaining the formation of differente coating microstructures during the austenitization step is proposed

Les aciers ferritiques-martensitiques (FeCr) renforcés par une dispersion fine et dense d'oxydes (acier ODS - Oxide Dispersion Strengthened) possèdent une bonne résistance à l'irradiation et des propriétés mécaniques élevées à haute température. Les aciers ODS sont ainsi de bons candidats comme matériaux des structures de cœur des réacteurs de Génération IV. Il est envisageable de renforcer ces aciers par des nitrures nanométriques plutôt que par des oxydes (aciers NDS - Nitride Dispersion Strengthened). Dans cette thèse, des aciers ODS et NDS élaborés au CEA Saclay par 2 procédés distincts (mécanosynthèse et nitruration) sont étudiés par sonde atomique tomographique et d'autres techniques complémentaires, à différentes étapes du procédé d'élaboration (brut de broyage/nitruration, après recuit, après consolidation). Dans les aciers ODS, il apparait que deux mécanismes se produisent pendant la mécanosynthèse : la dissolution de la poudre d'oxyde d'yttrium initiale et la formation d'amas riches en Y et O. Il n'a pas été possible de déterminer si ces amas résultent d'un phénomène de précipitation ou d'une dissolution incomplète de l'oxyde initial. Pendant les recuits et la consolidation, ces amas servent de germes à la formation de particules riches en Y, Ti et O. En ce qui concerne les aciers NDS, que la mécanosynthèse est un procédé efficace pour obtenir une fine et dense dispersion de nitrures. Ces nitrures germent pendant l'étape de broyage mécanique. La taille et la densité numérique de ces nano-renforts dans le matériau consolidé sont similaires à ce qui est généralement observé dans les aciers ODS. Concernant le procédé de nitruration, différents nitrures sont observés (CrN, TiN). Il apparait que la microstructure obtenue est très hétérogène et que le procédé doit être optimisé.

Le travail présenté dans cette thèse est consacré à la précipitation interphase dans les aciers microalliés au vanadium. Il s'agit principalement de mieux comprendre l'évolution des microstructures et des propriétés mécaniques résultantes à partir d'une double approche expérimentale et de modélisation. Les analyses effectuées conjointement en Microscopie Electronique en Transmission et en nanoindentation ont permis de mieux cerner les relations qui existent entre les paramètres microstructuraux de la précipitation interphase (taille moyenne des carbures, distances moyenne entre carbures et entre feuillets, morphologie des carbures) et les modifications de propriétés mécaniques locales induites dans les aciers à très haute résistance. Par ailleurs, nous avons développé un modèle original qui couple les cinétiques de transformation de phases à celle de la précipitation interphase. Ce modèle permet de décrire l'évolution des paramètres microstructuraux et les résultats obtenus sont en très bon accord avec les résultats expérimentaux.

Le travail présenté dans cette thèse est consacré à la précipitation interphase dans les aciers microalliés au vanadium. Il s’agit principalement de mieux comprendre l’évolution des microstructures et des propriétés mécaniques résultantes à partir d’une double approche expérimentale et de modélisation. Les analyses effectuées conjointement en Microscopie Electronique en Transmission et en nanoindentation ont permis de mieux cerner les relations qui existent entre les paramètres microstructuraux de la précipitation interphase (taille moyenne des carbures, distances moyenne entre carbures et entre feuillets, morphologie des carbures) et les modifications de propriétés mécaniques locales induites dans les aciers à très haute résistance. Par ailleurs, nous avons développé un modèle original qui couple les cinétiques de transformation de phases à celle de la précipitation interphase. Ce modèle permet de décrire l’évolution des paramètres microstructuraux et les résultats obtenus sont en très bon accord avec les résultats expérimentaux. / The present thesis gives an overview of carbide aggregates (interphase precipitation and carbide fiber) in vanadium-alloyed steels, covering the aspects of microstructure, modeling, and mechanical properties. The microstructural features of different carbide aggregates by the use of microscopies, and the transition of carbide morphologies is discussed. A new model considering the ledge mechanism as well as austenite decomposition is subsequently proposed according to the observed microstructure. The sheet spacing, particle spacing, and interface velocity, can be calculated and show good agreements with experimental data. Finally, the effect of interphase-precipitated carbide distribution (sheet spacing, particle spacing, and carbide radius) on Orowan strengthening contribution is examined by nano-indentation. By the virtue of small indenter, the mechanical properties of single ferrite grain are able to be extracted.Keyword:

Les aciers Dual-Phase sont largement utilisés dans le secteur de l’automobile enraison de leurs propriétés mécaniques remarquables et du bon compromis résistanceductilité qui lui donne d’intéressante potentialités comme absorbeur d’énergiemécanique. Cependant, la recherche de bons compromis entre les propriétésmécaniques en traction et celles de formabilité nécessite une optimisation desparamètres microstructuraux. Ce travail de thèse s’inscrit dans cet optique. Dans unepremière partie, l’étude bibliographique proposée permet de mieux cerner lesparamètres influençant la formation des microstructures ainsi que les propriétés desaciers DP. Dans une seconde partie, nous proposons un travail expérimental originalpermettant de mieux comprendre la formation des microstructures des aciers DP etde découpler l’effet de certains paramètres microstructuraux sur les propriétés deces aciers. Enfin, la modélisation micromécanique proposée permet de compléter etd’interpréter les données expérimentales acquises. Ce travail ouvre des voiesintéressantes de « design » des microstructures des aciers DP en vue de développerdes aciers de nouvelles générations possédant des propriétés optimisées. / Ferrite-martensite dual-phase (DP) steels have been widely used in automotiveindustry due to their excellent mechanical properties, such as high work-hardeningrate and a good compromise between strength and ductility allowing high energyabsorbing performance. In order to fully exploit the potential of DP steels and extendthe application, the dual-phase microstructure has to be optimized for bettercombination of strength and formability that is characterized by uniform strainand/or fracture strain. As a starting point, detailed literature review is made on themicrostructure development and mechanical properties of DP steels, and the keyfactors controlling microstructural features and determining mechanical propertiesare identified. Through experimental investigation, microstructures are developed inorder to decouple the effects of various microstructural features, and themicrostructure—mechanical properties relationship is systematically studied.Micromechanical modeling is used to further understand the experimental resultswithin a quantitative framework, and to provide a support for microstructurerefinement of DP steels by parametric study. Strategies of designing DP steels tofulfill specific forming operation have been proposed, and the concept of DP steelswith graded martensite islands has been discussed with FEM analysis as a possibilityof improving strength—formability trade-off.

La fragilisation des aciers de cuve des réacteurs nucléaires sous irradiation aux neutrons est le facteur limitant la durée de vie des centrales nucléaires françaises. Ceci est dû au mouvement des dislocations qui se trouve être entravé par des amas de Cu, P, Si, Mn et Ni. Plus particulièrement, les amas induits de Mn et de Ni sont à l'origine d'un durcissement significatif à forte dose. Afin de prédire la dégradation des propriétés mécaniques, les expériences sont généralement réalisées à l'aide d'accélérateurs de particules. Cependant, les flux d'irradiation atteints sont compris entre 10⁻⁴ 10 ⁻ ⁶ dpa/s⁻ ¹, tandis qu'il est limité à 10⁻ ¹ ⁰ dpa/s⁻ ¹ dans les réacteurs de puissance actuels. Ce point est essentiel étant donné que le dommage d'irradiation dépend du flux de particules incidentes. La transférabilité ion/neutron constitue donc la problématique centrale. Celle-ci a été étudiée dans les alliages austénitiques seulement. Ce travail de thèse se propose donc d'étudier, dans des alliages ferritiques, l'effet du flux d'irradiation sur l'endommagement dans deux alliages différents : le Fe-Ni et le Fe-Mn, dans le but d'évaluer également l'effet de chaque soluté sur la microstructure obtenue après irradiation.Les alliages ont été analysés expérimentalement par Microscopie Electronique en Transmission (TEM), Microscopie Electronique à Balayage par Transmission (STEM) couplée à l'Analyse Dispersive en Energie des Rayons-X (EDS) et à la Spectroscopie de Perte d'énergie des Electrons (EELS), ainsi que par Sonde Atomique Tomographique (APT).Les irradiations ont été réalisées avec des ions Fe³⁺ de 2 MeV et des ions Fe⁹⁺ de 27 MeV, à 400°C, à des taux de dommage de 10⁻⁴ et 10⁻ ⁶ dpa/s⁻ ¹ respectivement, jusqu'à un même dommage de 1.2 dpa.Les résultats obtenus montrent que le Ni et le Mn ont des comportements sous irradiation très différents en termes de nature de nano-défauts créés.Des irradiations aux particules légères ont également été réalisées de manière à apprécier l'effet des cascades de déplacement.Enfin, une irradiation séquentielle, en deux étapes, a été effectuée à l'aide d'ions Fe⁹⁺ à température ambiante, puis de protons à 400°C, dans le but d'isoler la contribution au durcissement des amas de défauts ponctuels de celle des zones enrichies en soluté. / Reactor pressure vessel (RPV) steel embrittlement under neutron irradiation is the main lifetime limiting factor of nuclear reactors. This is due to the impeding of dislocation glide by nanometric clusters composed of Cu, P, Si, Mn and Ni. More specifically, radiation induced Mn and Ni enriched clusters cause a significant hardening at high dose. To predict this change in mechanical properties, particle accelerator based experiments are conducted. However, the achieved flux ranges between 10⁻⁴ and 10 ⁻ ⁶ dpa/s⁻ ¹, whereas it is limited to 10⁻ ¹ ⁰ dpa/s⁻ ¹ in modern nuclear power technologies. This point is of high importance since radiation damage highly depends on irradiation flux. The reproducibility ion-neutron is thus the key point. It has been studied in austenitic steels but little is known regarding any dose rate dependence in ferritic alloys. Therefore, this thesis focuses on the effect of ion fluxes on radiation damage in two different alloys : Fe-Ni and Fe-Mn in order to investigate, additionally, the effects of each solute on the microstructure after irradiation.The alloys were experimentally investigated using conventional Transmission Electron Microscopy, Scanning Transmission Electron Microscopy coupled to Energy Dispersive X-ray Spectroscopy and Electron Energy Loss Spectroscopy and by Atom Probe Tomography.Irradiations were performed with 2 MeV Fe³⁺ ions and 27 MeV Fe⁹⁺ ions at 400°C at a nominal damage rate of 10⁻⁴ and 10⁻ ⁶ dpa/s respectively, up to a nominal displacement damage of 1.2 dpa. The detailed analysis shows that Ni and Mn behave in a very different way in terms of nano-defects formed under irradiation.Besides, light particle irradiations were also performed in order to ascertain the cascade effects.Finally, a two-series irradiation was carried out using Fe ions at room temperature and protons at 400°C, to isolate the contribution of point defect clusters to hardening from that of solute enriched zones.

L’allègement dans le secteur de l’automobile revête un enjeu important du fait de normes d’émission de CO2 de plus en plus drastiques, de la nécessité de réduire la consommation en carburant des véhicules et d’une aspiration sociétale à une économie « plus verte ». Pour répondre à ces défis et dans un souci de sécurité et de contrôle des coûts, l’industrie automobile étudie actuellement la possibilité de développer et de produire une 3ème génération d'aciers à très haute résistance. Ils résultent de traitements thermomécaniques généralement innovants, possèdent des microstructures complexes et des propriétés mécaniques améliorées. Le procédé de Quenching and Partitioning (Q&P) est le traitement le plus prometteur, il consiste en une trempe sous la température de début de transformation martensitique Ms, puis, d'un réchauffage et d'un maintien au-dessus de la température initiale de trempe (QT). L'étape de maintien est appelée "étape de partition", car un enrichissement en carbone de l'austénite est attendu. Les propriétés mécaniques exceptionnelles des aciers Q&P sont dues à leur microstructure duplexe complexe : de très fins îlots d'austénite résiduelle imbriqués dans une matrice martensitique revenue et/ou fraîche. Bien que les mécanismes d'enrichissement en carbone de l'austénite résiduelle lors de l'étape de partition soient encore débattus dans la littérature, il existe des preuves tangibles qui attestent d’un phénomène de partition du carbone de la martensite vers l’austénite. Cependant, la formation de bainite et de carbures dans la martensite soulève la question de l’influence de ces réactions et de leurs interactions sur les mécanismes et les cinétiques d’enrichissement en carbone de l'austénite. Il s'agit clairement d'un sujet d'intérêt puisque les propriétés mécaniques de ces aciers reposent principalement sur la teneur en carbone des îlots d’austénite.Cette thèse qui repose sur une approche expérimentale multi-échelle couplée à une approche théorique en champ moyen, a pour ambition d’apporter des éléments de réponse aux mécanismes d’enrichissement en carbone de l’austénite dans un aciers duplex Q&P à très haute résistance de composition Fe-0,3 C-2,5Mn-1,5Si... / The need to reduce the fuel consumption of vehicles while increasing safety led the automotive industry to develop a 3rd generation of Advanced High Strength Steels. Such steels combine innovative processing routes, complex microstructures, improved mechanical properties and are a possible response in vehicle lightweighting. The Quenching and Partitioning (Q&P) process is the most promising route and involves quenching below the martensite start temperature followed by a reheatingand ageing above the initial quench temperature (QT). The ageing step is termed “partitioning step” since carbon enrichment in austenite is expected to occur during this stage. The exceptional mechanical properties of Q&P steels come from their complex duplex microstructure: very fine austenite island retained at room temperature embedded in both recovered and fresh martensite. Although the mechanisms of carbon enrichment in retained austenite during the partitioning step are still debated,strong evidences of carbon partitioning from martensite to austenite exist. However, both the formation of bainite and carbides into martensite raise the question of the effects of competitive reactions on the carbon enrichment in austenite. It is clearly a topic of interest since the benefits of such a treatment in terms of improved mechanical properties depends strongly on the austenite stability and thus on the level of carbon enrichment in austenite during the partitioning step.This thesis aims at combining an innovative multiscale experimental methodology with an original theoretical approach providing a unique opportunity to give some clarifications regarding the microstructure evolution and the mechanisms of carbon enrichment into austenite. After having determined the optimum Q&P parameters using dilatometric and XRD measurements, a Q&P treatment at three different QT (260, 230 and 200°C) and at a partitioning temperature of 400°C was applied to a model Fe-0.3 C-2.5Mn-1.5Si steel. The dilatometric data combined with an SEM image analysis study showed that bainite forms during the partitioning step. The presence of bainite was also confirmed by in-situ High Energy X-Ray Diffraction. While bainite was shown to appear as carbide free laths, tempered martensite showed an advanced state of intra-lath precipitation. The combination of atom probe tomography (APT) and TEM technics showed that theses carbides are transitional andboth η and ε carbides were observed. Their carbon content ranged from 20.0 to 27.7 at.%. APT measurements also highlighted carbon segregation on martensite defects during the initial quench and calculation of the evolution of the carbon excess concentration on laths boundaries suggest that desegregation occurs along the Q&P treatment. In-situ HEXRD permitted to follow the austenite lattice parameter evolution and it was shown that austenite is subjected to a sequence of tensile andcompression state induced by the formation of martensite. A model for the coefficient of thermal expansion of austenite taking into account its stress state was successfully developed. The evolutions of carbon content into austenite for the three QT were determined. Surprisingly the carbon enrichment into austenite was shown not to depend on QT. It was also shown that the increase of carbon content in austenite results from both carbon partitioning and bainite contributions. Lastly, an originaltheoretical approach was developed. It was evidenced that bainite continues to form while partitioning process is rapidly completed, thus bainite transformation controls the maximum austenite carbon enrichment at 400°C, independently of QT. The contribution of partitioning from martensite was shown to be larger with decreasing QT. The developed model successfully described the experimentally observed phase transformations and austenite carbon enrichment by taking into account theinteractions between carbon partitioning, bainite transformation and carbide precipitation.