29773 - METALLURGIA T

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo Studente acquisisce le conoscenze di base sui materiali metallici per impieghi strutturali. Attraverso lo studio delle correlazioni tra processo di fabbricazione, struttura e proprietà dei materiali metallici, lo Studente consegue le competenze per la scelta del materiale più idoneo ad una specifica condizione di esercizio. Lo Studente svolge attività di laboratorio riguardanti la caratterizzazione metallografica e frattografica dei materiali metallici, ivi comprese le metodologie per l'analisi dei danni (failure analysis).

Contenuti

Principali proprietà meccaniche e relative prove: resistenza a trazione, tenacità, durezza, resilienza, fatica, attrito ed usura.

Leghe metalliche e diagrammi di stato.

La solidificazione e i difetti di solidificazione - Nucleazione ed accrescimento di metalli puri e leghe. Microstrutture e difetti di solidificazione: loro influenza sulle proprietà meccaniche. Controllo delle microstrutture di solidificazione.

Elementi di struttura cristallina. Difetti reticolari puntiformi. Fenomeni correlati alla struttura cristallina e ai difetti reticolari puntiformi. Meccanismi di diffusione allo stato solido.

Difetti reticolari di linea e teoria della deformazione plastica – Deformazione elastica. Cenni alla fenomenologia della deformazione plastica dei metalli alla luce della teoria delle dislocazioni.

Meccanismi di rinforzo dei materiali metallici: alligazione, incrudimento, affinamento del grano, precipitazione e dispersione.

Diagramma Ferro-Carbonio - Fasi e costituenti strutturali. Fenomeni alla solidificazione e al raffreddamento di acciai e ghise. Microstrutture tipiche degli acciai e delle ghise in funzione del tenore di C, nell'ipotesi di validità del diagramma di equilibrio.

Designazione e classificazione degli acciai secondo normativa EN

Trasformazioni isoterme ed anisoterme negli acciai. Trasformazioni di fase (ferritica, perlitica, bainitica, martensitica) e curve di Bain (TTT e CCT).

Trattamenti termici degli acciai - Ricotture, normalizzazione, tempra e rinvenimento.

Principali trattamenti termochimici - Cementazione e nitrurazione. Influenza dei trattamenti termochimici su resistenza ad usura e a fatica

Acciai da costruzione di uso generale e acciai speciali da costruzione.

Leghe di alluminio – Principali elementi di lega. Designazione. Trattamenti termici. Proprietà meccaniche delle leghe di alluminio da fonderia e da deformazione plastica.

Strumenti e metodi per l'analisi microstrutturale e frattografica dei metalli

Criteri di scelta di materiali metallici in funzione delle applicazioni

Testi/Bibliografia

Dispense e appunti del docente

G.M. Paolucci, “Appunti dalle lezioni di Metallurgia per la laurea in Ingegneria Meccanica” Vol.1-2, Edizioni Libreria Progetto, Padova

W. Nicodemi “Metallurgia - Principi generali”, Zanichelli

A. Cigada, T. Pastore "Struttura e proprietà dei materiali metallici", Mc-Graw Hill

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

Metodi didattici

Lezioni in aula, con svolgimento secondo l'orario ufficiale, ed esercitazioni in laboratorio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame scritto

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore e PC, lavagna tradizionale. Laboratorio didattico (attrezzatura per preparazione all'analisi microstrutturale; microscopi stereoscopici ed ottici con analizzatore di immagine; durometri; attrezzature per prove di trazione) e accesso a laboratori di ricerca.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Lorella Ceschini