58006 - TECNOLOGIE GENERALI DEI MATERIALI L

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso prende in considerazione le principali classi di materiali (ferrosi,
non ferrosi, non metallici) disponibili per la costruzione di componenti
e per la realizzazione di sistemi energetici, descrivendone le proprietà fisiche
e meccaniche, unitamente alle metodologie di caratterizzazione. In particolare,
sono introdotti criteri di valutazione e metodologie di selezione dei materiali basate su database
e software specializzati.
Sono descritte le principali tecnologie di trasformazione dei materiali per la realizzazione di componenti .
Sono infine analizzati in dettaglio alcuni esempi di applicazione di materiali per la fabbricazione
di alcuni componenti critici per la realizzazione di impianti di produzione
di energia, quali le pale di turbina a gas ed eolica, i motori elettrici,
i cavi convenzionali e superconduttori, i pannelli fotovoltaici.

Contenuti

Materiali.
Materiali metallici ferrosi: acciai al carbonio, inossidabili e speciali.
Materiali metallici non ferrosi: leghe di nichel, rame, titanio, alluminio. Superleghe di nichel.
Materiali non metallici: ceramiche, polimeri termoplastici e termoindurenti.
Materiali compositi.

Processi di produzione.
Processi di colata: in terra, in sabbia, in conchiglia, presso colata, a cera persa,
colata continua. Soluzioni solide, diagrammi di stato binari, diagramma di
stato Fe-C. Modalità di nucleazione e accrescimento del reticolo cristallino.
Strutture di solidificazione.
Difetti di solidificazione: segregazione,
cavità da ritiro, porosità da gas. Proprietà meccaniche dei getti, metodi
di controllo di qualità dei componenti.
Processi di deformazione plastica:
lavorazioni a caldo e a freddo, forgiatura, stampaggio, laminazione, estrusione,
trafilatura. Incrudimento e ricristallizzazione. Proprietà dei forgiati.
Processi di trattamento termico. Ricottura, solubilizzazione, tempra, rinvenimento,
bonifica, invecchiamento. Trattamenti termochimici: cementazione, nitrurazione
Processi di lavorazione per asportazione di truciolo. Tornitura, fresatura, foratura.
Processi di iniezione e termoformatura dei polimeri.
Processi non convenzionali

Prove di caratterizzazione e proprietà dei materiali.
Prove
di trazione, resilienza, durezza. Proprietà meccaniche: carico limite di
elasticità, di snervamento, carico massimo, allungamento, tenacità, resilienza,
durezza). Proprietà termiche (capacità termica, conducibilità), chimiche
(resistenza all’ossidazione), ambientali (energia di produzione, emissione
CO2, riciclabilità).
Caratterizzazione metallografica dei materiali, strutture, microdurezza.

Testi/Bibliografia

Dispense del docente su supporto cartaceo.
F.Caiazzo, V.Sergi, Tecnologie Generali dei Materiali, UTET Libreria, Torino, 2002
S. Kalpakjian "Manufacturing Engineering and technology", Addison-Wesley, 2004
F. Giusti, M. Santochi "Tecnologia Meccanica e Studi di Fabbricazione", Ed. Ambrosiana, Milano, 2001
J.G. Bralla "Handbook of product design for manufacturing", McGraw-Hill, 1986
M. M. Farag "Materials Selection for Engineering Design, Prentice Hall, 1997
J.A. Shey "Introduction to Manufacturing Processes" McGraw-Hill, 1987

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Modalità di esame: prova scritta e discussione di una relazione scritta (da realizzare per gruppi).

- La
prova scritta presenta quesiti in forma sia aperta che chiusa, su tutto lo
spettro degli argomenti trattati durante le lezioni.
- La tesina verte
sui materiali e le tecnologie per la realizzazione di componenti di particolare
rilevanza energetica, quali ad esempio pale di turbina a gas (compressore
e turbina), pale di turbina eolica, lamierini per motori elettrici, fili
superconduttori, pannelli fotovoltaici.

Strumenti a supporto della didattica

Lezioni con supporto di videoproiettore, PC, lavagna luminosa

Accessibilità
al Laboratorio Computazionale del DIEM, Via Terracini 24, Bologna, e utilizzo
degli strumenti di calcolo, in particolare del software "Engineering Materials
Selector"

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luca Tomesani