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, misure di durezza superficiale, misure di microdurezza. Applicazioni.

ACCIAI SPECIALI DA COSTRUZIONE E INOSSIDABILI. Richiami sul diagramma di stato Fe-C, i fenomeni di diffusione e le leggi di Fick, le trasformazioni metastabili e dell'austenite e le strutture di transizione. Misure della temprabilità degli acciai. Lettura e impiego delle curve TTT e curve CCT. Leganti degli acciai: generalità ed effetti dei principali leganti. Caratteristiche delle principali strutture a seconda dello stato di trattamento. 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.

ACCIAI SPECIALI E PER USI SPECIFICI. Acciai rapidi e loro trattamento termico. 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. 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, di lavorazioni plastiche e di 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.

Magnesio e leghe di Magnesio

Titanio e leghe del Titanio

ESERCITAZIONI, ATTIVITA' DI LABORATORIO, VISITE IN AZIENDA

A) DUREZZA dei materiali: Misure di durezza su acciai e leghe leggere con durometro Rockwell e Vickers. Esercitazione in Laboratorio di metallografico.

B) PREVISIONE delle strutture: previsione delle strutture e delle prestazioni negli acciai, e nelle leghe metalliche in generale, a seguito di un ciclo di trattamento termico e termochimico.

C) L'ATLANTE metallografico: la preparazione dei provini e la loro osservazione al microscopio ottico. Esercitazione in Laboratorio di metallografico.

D) Il riconoscimento dello stato di trattamento di leghe metalliche mediante gli strumenti del laboratorio metallografico. Esercitazione in Laboratorio di metallografico.

E) Cicli di produzione di particolari meccanici mediante scelta del materiale e del ciclo di trattamento termico e lavorazione. Scelta degli acciai da costruzione in base all'impiego: acciai da bonifica, da cementazione (scelta della profondità di cementazione). Saldabilità degli acciai e criteri di scelta in funzione del processo di saldatura.

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

Testi/Bibliografia

Riferimenti

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

Di Caprio G., Gli acciai inossidabili, Hoepli, Milano

Veschi d., 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".

NICODEMI W., Metallurgia, Zanichelli.

NICODEMI W., Acciai e leghe non ferrose, Zanichelli.

Approfondimenti sulla scelta dei materiali

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

Metodi didattici

Lezioni frontali con l'ausilio di lavagna, lavagna luminosa, proiettore.
Esercitazioni con l'ausilio di cataloghi dei materiali.
Esercitazioni in Laboratorio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame scritto e orale

Strumenti a supporto della didattica

Mezzi audiovisivi e lavagna.
Laboratorio per la caratterizzazione dei materiali e metallografico.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giampaolo Campana