30131 - METALLURGIA MECCANICA M

Anno Accademico 2022/2023

  • Docente: Lorella Ceschini
  • Crediti formativi: 6
  • SSD: ING-IND/21
  • Lingua di insegnamento: Italiano

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo studente comprende le strette correlazioni tra struttura e proprietà meccaniche dei materiali metallici, tradizionali ed innovativi, in funzione del processo produttivo e delle condizioni di esercizio, al fine di apprendere i criteri di scelta e di controllo dei materiali metallici, per la progettazione di componenti meccanici affidabili.

Contenuti

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

Deformazione plastica dei metalli. 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). 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. Cenni.

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, connessi ai diversi argomenti trattati, con l'obiettivo di guidare alla corretta scelta dei materiali, in funzione dei componenti e delle specifiche condizioni di esercizio, con particolare riferimento ai settori automotive e delle macchine automatiche.

Sono inoltre proposte visite in Aziende e seminari integrativi facoltativi, anche tenuti da esperti aziendali nel settore dell'automotive e delle macchine automatiche. Verranno inoltre proposti seminari su tematiche innovative come gli aspetti metallurgici dell'additive manufacturing a letto di polvere.

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 Virtuale sotto forma di file pdf in italiano 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 (salvo variazioni della situazione COVID).

Vengono inoltre proposti:

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

E’ fortemente consigliata la frequenza, perché a lezione verranno più volte ribaditi i concetti fondamentali su cui verteranno le domande d’esame.

Modalità di verifica e valutazione 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. 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 eventualmente concordate con il docente previo accordo tramite e-mai

Strumenti a supporto della didattica

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

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

Sono proposte visite facoltative al laboratorio didattico (strumenti e metodi per la caratterizzazione microstrutturale e meccanica, e per 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

SDGs

Imprese innovazione e infrastrutture Città e comunità sostenibili Consumo e produzione responsabili Partnership per gli obiettivi

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