The widespread use of ceramics faces challenges due to their limited ductility, stemming from a lack of dislocation-induced plasticity. This study focuses on ceria-stabilized tetragonal zirconia a ceramic that benefits from its unique tetragonal-to-monoclinic phase transformation under stress, leading to transformation-induced plasticity (TRIP). Employing a micro-scale in-situ approach, the study aims to understand the mechanisms governing TRIP, particularly focusing on crystallographic features of the transformation. In-situ compression tests using synchrotron light source and Laue micro-diffraction were conducted on single crystal micropillars with various orientations. Results show that crystal orientation significantly affects the mechanical behaviour, with transformation being most likely when the resolved shear stress on {100} planes of the double-cell and along the <010> direction is highest. The martensite theory validates the correspondences obtained experimentally. This research provides insights into enhancing the mechanical properties of ceramics by leveraging the TRIP mechanisms.

Modelling the microstructural evolutions and mechanical properties during the tempering of Dual Phase steels is a key objective for industrials as this phenomenon has a strong impact on the final properties. After having determined the tempering kinetics of fully martensitic steels between 100 °C and 550 °C using thermoelectric Power and hardness measurements, time–temperature equivalences were applied to determine the activation energies of the mechanisms controlling martensite tempering. Two tempering stages were clearly identified and thanks to the use of TEM, SEM and tomography techniques, they could be attributed to cementite precipitation, its spheroidization and recovery phenomena. The second stage was found to be retarded with increasing the manganese content of the steel contrary to the first stage. From these studies, a JMAK model was developed to predict the microstructurals evolutions during tempering. Then, an extension of the Hybrid-mean Field Composite model developed in a previous paper to predict the tensile curves of fresh martensite was proposed to take into account the microstructural evolutions of martensite during tempering. The model was tested for a wide range of physical parameters of the microstructure (phase fraction and chemical composition) and for different tempering heat treatments and gave good agreement with experimental tensile curves.

The indentation of bearing raceways frequently contributes to bearing failures, as in gearboxes. The dents act as surface stress raisers through the Rolling Contact Fatigue (RCF) cycles, leading to crack initiation and spalling. The microstructural evolution mechanism occurring is not completely understood. Hence, to enhance bearing lifetime, it is crucial to identify microstructural parameters that influence crack initiation and propagation. Therefore, this study presents a multi-scale characterization of martensitic 100Cr6 bearings before and after RCF. It includes SEM, SEM/FIB, EBSD, TKD and ACOM-ASTAR observations. It showed that, before RCF, the bearing raceway features a 0.5 µm thick surface layer consisting in refined martensite and spread primary carbides, resulting from finishing operations. After RCF, no further grain refinement was observed along the raceway, except beneath the dent shoulder where a material plastic flow, nano-grains and ultra-fine grains of martensite, and sheared and spread primary carbides were detected up to 1.4 µm deep. Below and up to 3 µm deep, a fine grain layer is observed. The martensite morphology, size and disorientation suggest that it undergoes refinement through continuous Dynamic Recrystallisation and twinning. Crack initiation was preferentially observed in the nano-grains layer, at primary carbides/matrix interfaces. Above the crack, another refined region is observed resulting from high deformation and stresses through crack propagation. Finally, even in severely deformed areas, nanosized retained austenite islands were detected, indicating that it is not completely transformed.