03727 - METALLURGIA

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

Reticolo Cristallino e Processi Diffusivi. Reticoli cristallini più comuni nelle leghe metalliche e difetti reticolari di punto e superficie. Meccanismi di diffusione allo stato solido.

Leghe metalliche e diagrammi di stato. Interpretazione dei diagrammi di stato di leghe binarie. Concetti di fase e costituenti strutturali. Curve di raffreddamento, regola delle fasi e della leva.

Solidificazione e difetti di solidificazione. Nucleazione ed accrescimento di metalli puri e leghe. Microstrutture e difetti di solidificazione. Controllo delle microstrutture di solidificazione.

Principali proprietà meccaniche e relative prove. Prove di trazione, durezza, resilienza, fatica e creep.

Difetti reticolari di linea e teoria della deformazione plastica. Deformazione elastica. 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. Influenza dei diversi meccanismi sul comportamento meccanico delle leghe.

Diagramma Ferro-Carbonio. Fasi e costituenti strutturali. Temperature critiche. Fenomeni alla solidificazione e al raffreddamento di acciai e ghise. Microstrutture tipiche di acciai e ghise in funzione del tenore di C, nelle condizioni di validità del diagramma di equilibrio. Effetto degli elementi di lega.

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 superficiali e termochimici degli acciai. Tempra superficiale, cementazione e nitrurazione.

Acciai da costruzione di uso generale per impieghi strutturali e speciali. Designazione, composizione chimica, trattamenti termici, proprietà meccaniche, saldabilità, settori di applicazione.

Ghise (bianche, grigie e sferoidali). Designazione, macro e microstruttura, proprietà meccaniche ed applicazioni.

Leghe di alluminio. Principali elementi di lega e designazione. Trattamenti termici. Proprietà fisiche, meccaniche e caratteristiche tecnologiche delle leghe di alluminio da fonderia e da deformazione plastica.

Strumenti e metodi per l'analisi microstrutturale e frattografica dei metalli. Preparativa metallografica, microscopia ottica, stereo, elettronica a scansione. Frattografia

Testi/Bibliografia

Dispense e appunti resi disponibili dal docente

S.Barella, A. Gruttadauria, “Metallurgia e Materiali non metallici”, Eusculapio

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

W. Nicodemi “Metallurgia - Principi generali”, Zanichelli

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

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

W.D. Callister, “Scienza e ingegneria dei materiali. Una introduzione”, Edises.

W.F.Smith, J.Hashemi, “Scienza e Tecnologia dei Materiali” McGrawHill

Metodi didattici

Lezioni ed esercitazioni in aula con svolgimento secondo l'orario ufficiale (salvo diversa indicazione dell’Ateneo). Verranno inoltre utilizzati quiz interattivi e audiovisivi per incentivare la discussione relativa ai concetti presentati durante le lezioni.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova di verifica ha lo scopo di accertare il livello di apprendimento dei concetti di base della metallurgia. In particolare valutare la comprensione dei criteri per la scelta dei materiali metallici e trattamenti più idonei alla realizzazione di componenti meccanici, operanti in particolari condizioni di esercizio e per l'individuazione delle cause di malfunzionamenti correlabili alle caratteristiche dei materiali.

L'esame è costituito da una parte scritta (strutturata) ed una parte orale (non strutturata). La parte scritta è costituita da un test a risposte multiple (45 minuti) da svolgersi sulla piattaforma EOL. Per accedere alla parte orale è necessario raggiungere un punteggio minimo nel test. Le due prove concorrono alla definizione del voto finale con un peso pari ad 1/3 per lo scritto e a 2/3 per l'orale.

Non è ammesso l'uso di libri di testo e degli appunti (o delle slide) di lezione.

Esempi di test a risposte multiple e di domande aperte sono presentati dal tutor e sono riportati nelle slide depositate su VIRTUALE per questo insegnamento.

Gli studenti che intendono sostenere la prova devono iscriversi preliminarmente nella lista dell'appello scelto, e devono esibire un documento di riconoscimento il giorno dell'esame. Coloro che dopo essersi iscritti, decidessero di non partecipare alla prova sono pregati di cancellare l’iscrizione. Nel caso non lo facessero, si verbalizzerà la modalità “Ritirato”.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore e PC, lavagna tradizionale.

Il materiale didattico sarà disponibile sulla piattaforma VIRTUALE.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alessandro Morri