30131 - METALLURGIA MECCANICA M

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Industria, innovazione e infrastrutture Città e comunità sostenibili

Anno Accademico 2018/2019

Conoscenze e abilità da conseguire

L’insegnamento si propone di illustrare il comportamento meccanico dei materiali metallici, tradizionali ed innovativi, sotto diverse condizioni di sollecitazione ed ambientali.

Programma/Contenuti

Introduzione al corso. Illustrazione del programma, del materiale didattico e delle modalità di valutazione.

Deformazione plastica dei metalli per scorrimento e geminazione. Deformazione plastica a freddo e incrudimento. Deformazione plastica a caldo: fenomeni di recovery e ricristallizzazione.

Cenni ai processi produttivi innovativi dei metalli: Vacuum Arc Remelting, Electro-slag remelting, Powder Metallurgy.

Acciai extra-dolci per formatura a freddo tradizionali e innovativi (Interstitial Free e Bake Hardening). Acciai da costruzione di uso generale tradizionali e innovativi. Acciai C-Mn per impieghi strutturali e acciai microlegati ad alto limite di snervamento (HSLA, High Strength Low Alloy steels): composizione, produzione, proprietà, applicazioni. Acciai dolci innovativi multifase alto-resistenziali: Dual-Phase (DP) e Transformation Induced Plasticity (TRIP).

Acciai speciali da costruzione. Temprabilità e rinvenimento. Acciai da bonifica, per molle, per cuscinetti, da utensili e stampi, bainitici e maraging. Acciai da cementazione, nitrurazione, nitrocarburazione.

Acciai inossidabili: austenitici, ferritici, martensitici, duplex, indurenti per precipitazione. Composizione chimica, trattamenti termici, proprietà fisiche e meccaniche, settori di applicazione.

Ghise: lamellari, sferoidali, a grafite compatta, austemperate, bianche. Composizione chimica, trattamenti termici, proprietà fisiche e meccaniche, settori di applicazione.

Leghe di alluminio da fonderia e da deformazione plastica. Designazione, effetto degli elementi di lega, principali meccanismi di rinforzo, trattamenti termici, microstruttura, proprietà fisiche e meccaniche, settori di applicazione.

Leghe di titanio e di magnesio. Designazione, proprietà generali, effetto degli elementi di lega, principali meccanismi di rinforzo, trattamenti termici, microstruttura, proprietà fisiche e meccaniche, settori di applicazione. Cenni ai compositi a matrice metallica.

La fatica. Interpretazione della fatica alla luce della scienza dei metalli. Principali prove di fatica. Fattori metallurgici e meccanici di influenza sulla resistenza a fatica. Ottimizzazione di processi produttivi e trattamenti per il controllo della resistenza a fatica. Cenni alla meccanica della frattura lineare elastica: fattore di intensificazione degli sforzi e tenacità a frattura. Casi di studio di componenti meccanici rotti a fatica.

La tribologia. Fenomenologia dell'attrito e metodologia di controllo. Principi di lubrificazione solida. Fenomenologia dell'usura e metodologia di controllo. Principali processi di usura e relativi meccanismi. Criteri di scelta di materiali e trattamenti per impieghi tribologici.

Failure Analysis. La frattura nei metalli. Principali metodologie di laboratorio per la caratterizzazione microstrutturale e frattografica dei metalli: frattografia e Metallografia.

Casi di studio e criteri di scelta dei materiali. Sono presentati e discussi diversi casi di studio volti a spiegare la corretta scelta dei materiali, in funzione dei componenti e delle specifiche condizioni di esercizio.

Testi/Bibliografia

Materiale in formato elettronico fornito dalla docente (le slide proiettate a lezione sono messe a disposizione degli studenti, prima della lezione frontale in aula, sulla piattaforma Moodle, sotto forma di file pdf protetti da password).

Per ciascun argomento trattato le slide riportano alla fine una bibliografia specifica, reperibile online o nelle biblioteche UNIBO ed un glossario dei principali termini italiano/inglese.

Metodi didattici

Lezioni frontali in aula.

Vengono inoltre proposti:

  • Visite in laboratorio facoltative per illustrare le principali attrezzature e i metodi per la caratterizzazione microstrutturale e meccanica dei metalli;
  • Seminari su temi specifici tenuti da persone che lavorano in aziende meccaniche/motoristiche
  • Visite in aziende operanti nel settore della metallurgia e dei trattamenti.

Sono presentati, per molti dei temi trattati a lezione, esempi di collaborazioni aziendali, a supporto della corretta scelta dei materiali, in relazione allo specifico componente e alle condizioni di esercizio

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso un esame finale orale, che comprende 2-3 domande atte a verificare la padronanza dei concetti di base delle tematiche oggetto dell’insegnamento. E’ consigliata la frequenza, perché a lezione verranno più volte ribaditi i concetti ritenuti fondamentali e su cui verteranno le domande d’esame.

L’esame mira, in particolare, a verificare il raggiungimento dei seguenti obiettivi didattici:

1. Conoscenza delle principali proprietà dei materiali metallici strutturali di maggior impiego industriale.

2. Conoscenza dei principali strumenti e metodi per la caratterizzazione microstrutturale e meccanica dei materiali metallici.

3. Capacità di effettuare la corretta scelta del materiale e del trattamento più idonei a soddisfare specifiche funzioni in esercizio.

Il calendario delle prove è reso disponibile con anticipo sulla piattaforma web AlmaEsami dell'Ateneo di Bologna. Gli studenti che intendono sostenere la prova devono iscriversi preliminarmente nella lista dell'appello scelto e devono esibire un documento di riconoscimento il giorno dell'esame. Ulteriori prove possono essere concordate con il docente previo accordo tramite e-mai.


Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni si avvalgono dell’uso di PC/videopropiettore per la presentazione di slide (rese disponibili sulla piattaforma Moodle prima di ciascuna lezione) e video di supporto alla didattica, lavagna tradizionale,

La frequenza è consigliata per un migliore apprendimento dei concetti fondamentali.

Sono proposte visite al laboratorio didattico (strumenti e metodi per la caratterizzazione microstrutturale e meccanica e la failure analysis dei metalli).

Eventuali strumenti per studenti con disabilità possono essere concordati con il Servizio Studenti con DSA.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Lorella Ceschini