30131 - METALLURGIA MECCANICA M

Conoscenze e abilità da conseguire

L’insegnamento si propone di illustrare il comportamento meccanico dei materiali metallici, tradizionali ed innovativi, sotto diverse condizioni di sollecitazione ed ambientali.

Contenuti

Prerequisiti/Propedeuticità consigliate

L’allievo che accede a questo insegnamento conosce le nozioni di base della Scienza dei Metalli, acquisite, di norma, superando l’esame di Metallurgia T.

Tutte le lezioni saranno tenute in Italiano. È quindi necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e poter utilizzare il materiale didattico.

PROGRAMMA

Deformazione plastica dei metalli. Deformazione per scorrimento alla luce della teoria delle dislocazioni. Proprietà delle dislocazioni. Influenza della struttura cristallina sulla risposta alla deformazione plastica. Deformazione plastica per geminazione. Meccanismi di rinforzo dei materiali metallici.

Deformazione plastica a freddo e incrudimento. Influenza della struttura cristallina e dell'energia di stacking-fault. Applicazioni del rinforzo per incrudimento ed effetti su microstruttura e proprietà meccaniche.

Deformazione plastica a caldo. Fenomeni di recovery e ricristallizzazione statica e dinamica. Variabili di influenza. Esempi di applicazioni dei processi di ricristallizzazione (Friction Stir Welding e Friction Stir Processing).

Acciai extra-dolci per formatura a freddo tradizionali e innovativi (Interstitial Free e Bake Hardening).

Acciai da costruzione di uso generale tradizionali (richiami) e innovativi. Acciai microlegati ad alto limite di snervamento (HSLA): produzione, proprietà, applicazioni.

Acciai innovativi multifase alto-resistenziali. Dual-Phase (DP) e Transformation Induced Plasticity (TRIP).

Richiami agli acciai speciali da costruzione, idonei a: bonifica, tempra superficiale, trattamento termochimico (cementazione, nitrurazione, carbonitrurazione e nitrocarburazione). Acciai per molle, per cuscinetti, per utensili.

Acciai bainitici e maraging.

Acciai inossidabili. Austenitici, ferritici, ELI, martensitici, duplex, PH

Ghise. Ghise grigie, sferoidali, austemperate, bianche: composizione chimica, proprietà fisiche, trattamenti termici, proprieà meccaniche e tecnologiche, settori di applicazione.

La fatica. Fatica con e senza intaglio. Cenni alla meccanica della frattura lineare elatica: fattore di intensificazione degli sforzi e tenacità a frattura. Interpretazione della fatica alla luce della teoria delle dislocazioni. Fattori metallurgici e meccanici di influenza sulla resistenza a fatica. Ottimizzazione di: processi produttivi, trattamenti termici e di modificazione superficiale, per il controllo della resistenza a fatica. Casi di studio di componenti meccanici rotti a fatica.

La tribologia. Fenomenologia dell'attrito e metodologia di controllo. La lubrificazione solida. Fenomenologia dell'usura e metodologia di controllo. Principali processi di usura e relativi meccanismi: adesione, tribossidazione, fatica, abrasione. Criteri di scelta di materiali e trattamenti per impieghi tribologici. Casi di studio di componenti interessati a problematiche tribologiche.

Leghe di alluminio da fonderia e da deformazione plastica. Designazione, proprietà generali, effetto degli elementi di lega, principali meccanismi di rinforzo, trattamenti termici, microstruttura, proprietà meccaniche, applicazioni. Casi di studio di componenti meccanici in lega di Al.

Leghe di titanio e di magnesio. Proprietà generali, effetto degli elementi di lega, trattamenti termici, correlazioni tra microstruttura e proprietà meccaniche, applicazioni. Casi di studio di componenti meccanici in lega di Ti e Mg.

Failure Analysis. Principali metodologie di laboratorio per la caratterizzazione microstrutturale e frattografica dei metalli. Frattografia: frattura duttile, fragile intergranulare (clivaggio) e transgranulare. Metallografia. 

Testi/Bibliografia

Dispense e appunti forniti dal 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

W. Nicodemi “Acciai e leghe non ferrose”, Zanichelli

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

G.E. Dieter "Mechanical Metallurgy", Mc Graw Hill

D. R. Askeland “The Science and Engineering of Materials”, Nelson Thornes

Metodi didattici

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

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso un esame finale orale, che comprende 3 domande atte a verificare la padronanza sulle tematiche oggetto dell’insegnamento.

Il superamento dell’esame sarà garantito agli studenti che dimostreranno di aver appreso i concetti chiave illustrati nell’insegnamento e una buona padronanza del linguaggio tecnico.

Il mancato superamento dell’esame potrà essere dovuto all’insufficiente conoscenza dei concetti chiave e ad un uso non appropriato del linguaggio tecnico.

Un punteggio più elevato sarà attribuito agli studenti che dimostreranno di aver raggiunto il maggior livello di approfondimento dei contenuti dell’insegnamento, una buona capacità di collegamento tra gli argomenti esposti, un'ottima padronanza del linguaggio tecnico.

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