METALLURGIA II
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2022/2023
- Docente
- MATTIA MERLIN
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- ING-IND/21
Obiettivi formativi
- Il corso integrato di “Materiali metallici e tecniche di lavorazione” è costituito dai due insegnamenti di Metallurgia II e Tecnologia Meccanica II.
L’insegnamento di Metallurgia II ha l’obiettivo di fornire allo studente la necessaria sensibilità per comprendere la correlazione tra microstruttura e proprietà delle principali leghe metalliche, sia ferrose sia non ferrose, per impieghi strutturali (anche per alte temperature). In particolare, lo studente acquisirà conoscenze relative alle caratteristiche microstrutturali, ai principali trattamenti termici e termomeccanici e ai meccanismi che concorrono al comportamento meccanico dei materiali metallici indagati. Tali competenze sono di assoluta importanza nella progettazione meccanica, ma altrettanto ai fini della formatura e della lavorazione dei materiali metallici. Gli aspetti tecnologici saranno trattati nell’insegnamento di Tecnologia Meccanica II.
Lo studente risulterà in grado di valutare lo stato metallurgico ottimale per poter lavorare adeguatamente il materiale metallico in fase di formatura, oltre che di stabilire le condizioni finali di trattamento termico del componente in relazione alla specifica applicazione e alle condizioni di esercizio. Inoltre, lo studente acquisirà l’abilità di interpretare gli aspetti microstrutturali delle superfici di frattura di materiali metallici in relazione a diversi meccanismi di cedimento. Prerequisiti
- Lo studente deve possedere le conoscenze di base della metallurgia e deve essere in grado di riconoscere le microstrutture degli acciai al carbonio.
Contenuti del corso
- • Normative e classificazione degli acciai (UNI EN 10020, UNI EN 10025, UNI EN 10027). Designazione numerica ed alfanumerica. Acciai non legati e legati, acciai di qualità e acciai speciali. (2,5 ore)
• Acciai per impieghi strutturali e acciai speciali da costruzione (da bonifica, da carbocementazione, da nitrurazione, per molle, per cuscinetti). Applicabilità di trattamenti superficiali e termochimici a componenti in acciaio. Acciai microlegati HSLA. Acciai ad alta resistenza e acciai innovativi ad alta resistenza (AHSS): acciai DP, TRIP, Q&P e TWIP. Principali caratteristiche metallurgiche per migliorare formatura, lavorabilità e saldabilità di tali acciai. (15 ore)
• Acciai inossidabili. Proprietà generali ed effetto degli elementi in lega, diagramma di Schaeffler. Sensibilizzazione. Acciai inossidabili austenitici, ferritici, martensitici, austeno-ferritici (duplex), indurenti per precipitazione (PH). Potenzialità e limiti delle diverse tipologie di acciaio inossidabile, trattamenti termici e applicazioni. Lavorabilità e saldabilità. (10 ore)
• Acciai per utensili. Classificazione degli acciai da utensili (UNI e AISI); acciai per lavorazioni a freddo, a caldo e acciai rapidi. Influenza degli elementi in lega. Proprietà necessarie per il loro impiego nei processi di formatura e lavorazione di altri materiali metallici e non. Cicli produttivi degli acciai da utensili e trattamenti termici. (5 ore)
• Ghise. Processi di solidificazione e diagramma Fe-C-Si. Carbonio equivalente. Influenza degli elementi in lega sulla microstruttura e sulle proprietà meccaniche. Inoculazione e sferoidizzazione. Ghise bianche, ghise grigie, ghise malleabili, ghise sferoidali: normative UNI EN, microstruttura, trattamenti termici e proprietà. (5 ore)
• Leghe leggere. Leghe di alluminio, leghe di magnesio e leghe di titanio. Normative UNI EN e classificazione. Effetto degli elementi in lega, trasformazioni microstrutturali, proprietà e trattamenti termici. Cenni agli aspetti legati a formatura e processabilità di tali leghe. (12,5 ore)
• Scorrimento viscoso e leghe per alte temperature. (5 ore)
• Cenni ai meccanismi di frattura dei materiali metallici: rotture duttili e fratture fragili. Aspetti microstrutturali dei cedimenti statici e per fatica. (5 ore) Metodi didattici
- Lezioni frontali su tutti gli argomenti del corso di insegnamento.
Modalità di verifica dell'apprendimento
- La verifica dell’apprendimento dell’insegnamento di Metallurgia II, offerto nell’ambito del corso integrato di “Materiali metallici e tecniche di lavorazione”, consta di tre domande orali che potranno riguardare tutti gli argomenti del programma. Verrà valutata non solo la capacità di esporre e discutere in modo completo ed approfondito tali argomenti, ma anche di essere in grado di elaborarli in maniera critica. Lo studente deve dimostrare di aver compreso le caratteristiche principali delle diverse classi di materiali metallici e di saperne stabilire e valutare le condizioni metallurgiche migliori sia per la loro lavorabilità sia per una loro corretta scelta in relazione all’applicazione. Il voto finale della prova sarà formulato sulla base della verifica del livello di raggiungimento degli obiettivi formativi previsti dall’insegnamento.
Testi di riferimento
- • Appunti del docente.
• A. Cigada, T. Pastore, Struttura e proprietà dei materiali metallici, McGraw-Hill.
Alcuni argomenti specifici possono essere approfonditi nei seguenti testi:
• G.M. Paolucci, Lezioni di Metallurgia Vol.1 e 2, Ed. Libreria Progetto Padova.
• G. Di Caprio, Gli acciai inossidabili, Hoepli Editore.
• C. Cibaldi, “I criteri di scelta e di trattamento degli acciai da costruzione e da utensili”, Collana tecnica AQM.
• G. Krauss, Steels: processing, structure and performance, ASM International.
• M. Y. Demeri, Advanced high-strength steels: science, technology and applications, ASM International.
• M. Cabibbo, Leghe e metalli non ferrosi, Società Editrice Esculapio.
• I. Polmear et al., Light Alloys – Metallurgy of the light metals, Butterworth-Heinemann.
