33988 - TECNOLOGIE GENERALI DEI MATERIALI M

Conoscenze e abilità da conseguire

L'allievo approfondisce i concetti relativi agli acciai e la conoscenza del comportamento, degli impieghi e delle tecnologie di alcuni materiali di fondamentale interesse nelle costruzioni meccaniche quali: rame, alluminio, magnesio, titanio e loro leghe; materie plastiche; acciai per usi speciali. Apprende i concetti fondamentali per la scelta dei materiali suddetti e per le corrette metodologie delle operazioni tecnologiche e dei trattamenti termici.

Contenuti

TEORIA

DUREZZA dei materiali: richiami metodi Brinell, Vickers, Rockwell, durezza superficiale, microdurezza. Applicazioni.

ACCIAI SPECIALI DA COSTRUZIONE E INOSSIDABILI. Richiami sul diagramma di stato Fe-C. I fenomeni di diffusione e le leggi di Fick. Velocità nelle trasformazioni dell'austenite: isteresi e principali strutture di trasformazione: perliti, bainiti, martensite. Caratteristiche delle principali strutture. Temprabilità: curve TTT e curve CCT,  misura della temprabilità (prova Jominy, tempra efficace, curve ad U ed effetto di massa, il grano austenitico e la sua valutazione, ingrossamento del grano austenitico, mezzi tempranti). Leganti degli acciai: generalità ed effetti dei principali leganti: Mn, Ni, Cr, Mo, W, Si, V, Co, Al, S, Pb. Lavorabilità all'utensile degli acciai. Richiami sulla designazione convenzionale degli acciai.

Trattamenti termici. Trattamenti termochimici. Trattamenti "antiusura": Tenifer, Sulf-inuz, Sulf BT, Iononitrurazione, Borurazione. Trattamenti di indurimento superficiale. Tempra superficiale: per fiammatura, ad induzione, Laser. Riporti di metalli duri: flammizzazione; nichelatura chimica (NIPLOY); processo PVD; processo CVD.

Scelta degli acciai da costruzione: acciai da bonifica, da cementazione (scelta della profondità di cementazione). Saldabilità degli acciai e criteri di scelta in funzione del processo di saldatura.

ACCIAI SPECIALI E PER USI SPECIFICI. Acciai rapidi. Trattamento termico degli acciai rapidi. Acciai per lavorazioni a caldo. Acciai per impieghi ad alta temperatura: creep e criteri di scelta. Acciai per cuscinetti volventi. Acciai per molle. Acciai per lavorazioni a freddo. Acciai per impieghi alle basse temperature. Acciai maraging. Acciai altoresistenziali e microlegati.

ACCIAI INOSSIDABILI. Generalità, diagramma di Shaffler e Shaffler modificato. Acciai inossidabili martensitici (e semiferritici), ferritici, austensitici, duplex, indurenti per precipitazione. Trattamenti termici degli acciai inossidabili. Scelta degli acciai inossidabili.

LEGHE LEGGERE. Metallurgia dell'Alluminio. Generalità e caratteristiche dell'Alluminio. Leghe dell'Alluminio. Leganti e loro effetti: Cu, Si, Mg, Zn, Mn, Fe, Ni, Cr, Ti, Sn. Classificazione e designazione delle leghe leggere. Modifiche strutturali: trattamento di modifica, tempra strutturale e fenomeni di riprecipitazione (invecchiamento).Trattamenti termici delle leghe leggere: bonifica e ricotture. Richiami di fonderia, lavorazioni plastiche e lavorazioni al truciolo delle leghe di alluminio. Saldatura delle leghe di alluminio: generalità, metodologie e problematiche.

MATERIE PLASTICHE. Generalità. Resine termoindurenti. Resine termoindurenti ad alta pressione: resine fenoliche, melaminiche, ureiche. Tecnlogie di formatura e impieghi delle resine termoindurenti: laminati plastici; stampaggio per compressione diretta; stampaggio transfer e per iniezione. Resine termoindurenti a bassa pressione: resine poliesteri, epossidiche. Tecnologie di formatura e impieghi delle resine termoindurenti: plastici rinforzati; resine per colata; incollaggi. Resine poliuretaniche. Resine termoplastiche. Tecnologie di formatura e impieghi delle resine termoplastiche: estrusione; stampaggio ad iniezione; soffiatura di corpi cavi; formatura di lastre. Poliolefine. PVC. Polistirolo e copolimeri. Poliammidi: tipi, caratteristiche, tecnologie di formatura e impieghi, trattamenti. Poliacetaliche. Resine fluorurate.

Principi generali di progettazione per materiali plastici.

RAME e sue LEGHE: Generalità. Metallurgia del rame. Proprietà meccaniche, chimiche elettriche. Rami bassolegati. Leghe di rame a titolo elevato (Be, Co-Be, Si-Mn, Ni-Si). Leghe con lo zinco: ottoni e loro impiego. Leghe con lo stagno: bronzi e loro impiego. Cuprallumini, cupronichel, alpacche e loro impiego.

ESERCITAZIONI & ATTIVITA' DI LABORATORIO & VISITE IN AZIENDA

A) Misure di durezza su acciai e leghe leggere con durometro Rockwell e Vickers in Laboratorio.

B) Esercitazione in Laboratorio di metallurgia: preparazione provini e osservazione al microscopio ottico.

C) Previsione delle strutture negli acciai a seguito di un ciclo di trattamento termico e termochimico.

D) Cicli di produzione di particolari meccanici mediante scelta del materiale e del ciclo di trattamento termico e lavorazione.

E) Visita ad un'azienda specializzata in Trattamenti Termici.

Testi/Bibliografia

Riferimenti

Veschi, L'acciaio ed il suo impiego, Patron, Bologna

Di Caprio, Gli acciai inossidabili, Hoepli, Milano

Veschi, L'alluminio e le leghe leggere, Hoepli, Milano

Materie plastiche, Appunti fotocopiati presso copisteria di fianco alla Biblioteca Dore

Rame e sue leghe, Appunti fotocopiati presso copisteria di fianco alla Biblioteca Dore

Approfondimenti

PORTER D. A., ESTERLING K. E., 'Phase Transformation in metals and alloys',

Approfondimenti sulla scelta dei materiali

ASHBY, M F. 'Materials Selection and Process in Mechanical Design.' Butterworth Heinemann, Oxford, 1999 ISBN 0-7506-4357-9

Strumenti a supporto della didattica

Lezioni frontali in aula con ausilio di mezzi audiovisivi e lavagna.
Esercitazioni in Laboratorio.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giampaolo Campana