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

DUREZZAdei materiali: richiami ed approfondimenti sui metodi Brinell, Vickers, Rockwell. Esempi di applicazione delle misure di durezza nell'ambito del sistema di gestione della qualità dei materiali.

ACCIAI SPECIALI DA COSTRUZIONE E INOSSIDABILI. Richiami e approfondimenti su: diagrammi di stato, fenomeni di diffusione (leggi di Fick), trasformazioni metastabili dell'austenite e strutture di transizione. Caratteristiche delle principali strutture a seconda dello stato di trattamento. Misure della temprabilità degli acciai. Esempi di impiego delle curve TTT e curve CCT.

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. 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.

La scelta dei materiali e del ciclo di fabbricazione, con particolare attenzione alla sequenza di lavorazione comprensiva dei trattamenti termici, guidata dal'impiego del catalogo acciai a da sistemi software per la scelta dei materiali.

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, cenni e impieghi

Titanio e leghe del Titanio, cenni e impieghi

ESERCITAZIONI, ATTIVITA' DI LABORATORIO, VISITE IN AZIENDA

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

B) Esercitazione in Laboratorio sulla metallografia. L'ATLANTE metallografico, la preparazione dei provini e la loro osservazione al microscopio ottico. Il riconoscimento dello stato di trattamento di leghe metalliche mediante gli strumenti del laboratorio metallografico.

C) Esercitazione sulla 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.

D) Esercitazione sulla scelta del materiale e del ciclo di lavorazione comprensivo dei trattamenti termici di particolari meccanici per l'ottenimento delle specifiche tecniche. 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.

E) Visite in azienda.

Testi/Bibliografia

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

Rame e sue leghe, Appunti

Approfondimenti

William D. CALLISTER, Materials Science and Engineering: An Introduction, Sixth Edition, WILEY.

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

NICODEMI W., Metallurgia, Zanichelli.

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

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.
Visite in azienda.

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.
Visite in azienda.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Daniele Veschi