METALLOGRAFIA E FAILURE ANALYSIS
Anno accademico e docente
Non hai trovato la Scheda dell'insegnamento riferita a un anno accademico precedente?
Ecco come fare >>
- English course description
- Anno accademico
- 2017/2018
- Docente
- MATTIA MERLIN
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- ING-IND/21
Obiettivi formativi
- Scopo del corso è di illustrare i principi della pratica metallografica e di fornire metodi per il riconoscimento e l’interpretazione delle principali strutture di leghe ferrose e leghe leggere, in relazione a diversi processi produttivi, condizioni di trattamento e di fornitura. Lo studente apprenderà le potenzialità di alcune tecniche avanzate di indagine dei materiali metallici e, oltre alle caratterizzazioni di tipo distruttivo, verranno fornite le nozioni fondamentali delle prove non distruttive. Verranno impartite le competenze necessarie per l’interpretazione delle superfici di frattura di campioni e componenti che hanno subito cedimenti statici, dinamici e a fatica con particolare riferimento ai micro e macro meccanismi di cedimento.
Inoltre, si affronteranno gli aspetti metodologici utili per affrontare casi di analisi di inconveniente (Failure Analysis).
Durante tutto il corso sia le analisi di routine di laboratorio sia le analisi di inconveniente costituiranno il filo conduttore degli argomenti trattati.
La comprensione di tutti questi aspetti è molto importante nella vita professionale di un ingegnere meccanico, sia che debba gestire un laboratorio metallografico sia che debba affrontare problematiche di manutenzione e gestione di impianti industriali. Prerequisiti
- Lo studente deve possedere le conoscenze delle principali caratteristiche delle leghe ferrose e delle leghe non ferrose.
Contenuti del corso
- Il programma del corso è diviso in due parti:
1) Lezioni frontali sui seguenti argomenti:
- Tecniche di analisi metallografica: esame visivo, stereomicroscopia, microscopia ottica metallografica (OM), microscopia elettronica a scansione (SEM) convenzionale e sviluppi innovativi, microscopia elettronica a trasmissione (TEM). Analisi EBSD. Tecniche microanalitiche (EDS e WDS) e cenni all’analisi chimica quantitativa (OES). Profilometria ottica 3D a non contatto. Metodologie di preparazione dei campioni metallografici. (10 ore)
- Tecniche metallografiche quantitative di analisi della dimensione del grano e del contenuto inclusionale. (7,5 ore)
- Prove di durezza e prova di resilienza strumentata (non strumentata e strumentata): aspetti teorici. (5 ore)
- Repliche metallografiche e prove non distruttive (PnD) di superficie e di volume e controlli distruttivi: aspetti teorici. (2,5 ore)
- Diagnosi dei difetti metallurgici. Focus sui difetti dei getti pressocolati in lega di alluminio. (2,5 ore)
- Principali micro e macro meccanismi di frattura: aspetti teorici. (2,5 ore)
- Aspetti microstrutturali della fatica. (2,5 ore)
- Tecniche di Failure Analysis: approccio metodologico, analisi ed interpretazione di casi di studio. (7,5 ore)
2) Lezioni di laboratorio sui seguenti argomenti (20 ore):
- Pratica metallografica: preparazione dei campioni e relative criticità. Modalità di osservazione in campo chiaro, campo scuro, contrasto interferenziale, luce polarizzata. Riconoscimento ed interpretazione delle microstrutture di alcune leghe metalliche maggiormente utilizzate nella meccanica (acciai al C, acciai speciali, acciai inossidabili, ghise, leghe di alluminio).
- Analisi metallografica e caratterizzazione di differenti stati di trattamento termico massivo e superficiale: prove di durezza e di microdurezza (profili).
- Analisi di superfici di frattura di campioni di trazione, di resilienza, di fatica: frattografia SEM e microanalisi EDS.
- Analisi di superfici con profilometro ottico 3D a non contatto: acquisizione dei dati e interpretazione dei risultati.
- Applicazione di tecniche di analisi di immagine su campioni di materiale ferroso e/o non ferroso.
- Esecuzione ed interpretazione di prove di resilienza strumentata.
- Esecuzione di repliche metallografiche (aspetti pratici con interpretazione delle strutture, confronto con la metallografia tradizionale) e di controlli non distruttivi (liquidi penetranti, ultrasuoni).
Gli aspetti normativi (UNI, EN, ISO, ASTM) sono considerati un riferimento durante il corso. Metodi didattici
- Il corso è organizzato nel seguente modo:
- lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso;
- lezioni di laboratorio con approfondimento pratico degli argomenti trattati in aula. Modalità di verifica dell'apprendimento
- L'esame è orale e diviso in 2 parti.
La prima parte della prova ha lo scopo di verificare la comprensione degli argomenti teorici; in questa fase verrà valutata non tanto la capacità di ripetere gli argomenti esposti, ma di collegare ed elaborare in maniera critica i diversi aspetti affrontati durante il corso.
Nella seconda parte lo studente dovrà dimostrare di avere acquisito le competenze fondamentali per la preparativa metallografica e per l'interpretazione della microstruttura dei materiali metallici indagati nel corso, in relazione anche ai processi di produzione e di trattamento termico. Verrà valutata anche la capacità dello studente di affrontare problematiche di Failure Analysis con un adeguato approccio metodologico.
Lo studente dovrà almeno dimostrare una sufficiente comprensione degli argomenti in entrambe le parti in cui è suddiviso l'esame. Testi di riferimento
- - Appunti delle lezioni e dispense.
Testi di consultazione e approfondimento:
- B.L. Bramfitt e A.O. Benscoter, Metallographer’s guide – Practices and procedures for irons and steels, ASM International.
- E. Totten et al., Failure analysis of heat treated steel components, ASM International.
- V. Ramachandran, Failure analysis of engineering structures: methodology and case histories, ASM International.
- Collana tecnica AQM, I criteri di scelta e trattamento degli acciai da costruzione e da utensili.
- Le Prove non Distruttive, Vol.1, Ed. AIM.
- Manuale della difettologia nei getti pressocolati, Ed. AIM.
