95245 - STRUMENTI E METODI PER LA CARATTERIZZAZIONE DI MATERIALI METALLICI T

Conoscenze e abilità da conseguire

Gli studenti acquisiscono le competenze necessarie per la caratterizzazione dei materiali metallici e per controllare la rispondenza delle loro caratteristiche (meccaniche, chimiche, fisiche e microstrutturali) con quelle richieste a specifica. Le competenze acquisite risulteranno utili per il futuro ingegnere meccanico in fase di definizione delle specifiche, nella comprensione delle correlazioni processo-microstruttura-proprietà e nella gestione di casi pratici di analisi di rotture e danneggiamento.

Contenuti

Prerequisiti

L’allievo che accede a questo insegnamento dovrebbe possedere le nozioni di base della Scienza dei Metalli e Metallurgia che verranno, comunque, richiamate durante il corso.

Controlli microstrutturali

Microscopia ottica a basso ingrandimento (OM) ed elettronica ad alto ingrandimento (SEM, TEM, EBSD): principi di funzionamento e metodi. Procedure di campionamento e preparazione dei campioni per l'analisi microstrutturale. Osservazione ed interpretazione di microstrutture di materiali metallici. Metallografia quantitativa e utilizzo di software di analisi d’immagine. Casi di studio ed esercitazioni in aula

Identificazione delle fasi e della composizione

Analisi compositive (EDS, GD-OES), diffrattometriche (XRD) e termiche (DSC/DTA/TGA): principi di funzionamento e metodi. Preparazione dei campioni e interpretazione dei dati ottenibili da diversi materiali metallici. Casi di studio ed esercitazioni in aula.

Frattografia e failure analysis

Analisi delle superfici di frattura: tecniche a basso (stereomicroscopio, microscopio multifocale) e alto (SEM) ingrandimento. Procedure di campionamento e preparazione dei campioni. Interpretazione delle morfologie di frattura in relazione a microstruttura, condizioni di carico e ambiente di lavoro. Casi di studio ed esercitazioni in aula.

Prove non distruttive

Cenni alle prove non distruttive comunemente utilizzate in ambito industriale per l’individuazione di difetti all’interno di componenti metallici (ultrasuoni, liquidi penetranti, tomografia, radiografia RX). Casi di studio ed esercitazioni in aula.

Pianificazione delle attività sperimentali nei laboratori di metallurgia

Design of Experiments (DOE) per la progettazione di campagne di prova. Cenni delle tecniche statistiche utilizzate per la progettazione dell’esperimento. Applicazione a casi reali ed esercitazioni in aula.

Normative, banche dati e risorse elettroniche

Illustrazione delle banche dati che possono fornire normative e informazioni utili per: (i) scelta di leghe e trattamenti termici in funzione dell’applicazione; (ii) interpretazione dei risultati di analisi microstrutturali e frattografiche.

Testi/Bibliografia

Diapositive delle lezioni tenute in aula

ASM Handbook, Volume 10 - Materials Characterization (disponibile nelle banche dati on line di ateneo)

ASM Handbook, Volume 11 - Failure Analysis and Prevention (disponibile nelle banche dati on line di ateneo)

ASM Handbook, Volume 17 - Nondestructive Evaluation of Materials

D. R. Askeland, P Webster "The science and engineering of materials", Chapman & Hall

W.D. Callister, “Scienza e ingegneria dei materiali. Una introduzione”, Edises (2007).

W.F.Smith, J.Hashemi, “Scienza e Tecnologia dei Materiali” McGrawHill

Metodi didattici

Lezioni ed esercitazioni in aula e laboratorio (se possibile). Le esercitazioni in aula verranno eseguite avvalendosi di PC, programmi gratuiti, materiale fornito dal docente e disponibile sulla piattaforma "Virtuale". Per tale ragione gli studenti dovranno venire in aula con proprio computer portatile o tablet.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova di verifica ha lo scopo di accertare il livello raggiunto negli obiettivi di apprendimento specificati nella sezione “Conoscenze e abilità da conseguire”. In particolare il fine è valutare la capacità di individuare le tecniche più adatte per la caratterizzazione dei materiali metallici per controllare la rispondenza delle loro caratteristiche (meccaniche, chimiche, fisiche e microstrutturali) con quelle richieste a specifica o per definire le cause di rottura o danneggiamento di componenti metallici.

L'esame consta un orale che sarà incentrato sulla discussione degli argomenti del corso con particolare riferimento alle esercitazioni effettuate. I candidati potranno essere chiamati a fornire, prima di sostenere l’orale, le relazioni relative alle esercitazioni effettuate.

Non è ammesso l'uso di libri di testo e degli appunti (o delle slide) di lezione.

È necessario presentarsi muniti di computer portatile o tablet per poter sostenere il test a risposte multiple sulla piattaforma EOL.

Nel caso in cui, a causa della pandemia di COVID-19, non fosse possibile sostenere gli esami in presenza, le modalità saranno le stesse, ma i candidati saranno valutati avvalendosi delle piattaforme EOL e Teams/Zoom.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, PC, software gratuiti, lavagna tradizionale.

Il materiale didattico sarà disponibile sulla piattaforma Virtuale.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alessandro Morri