METALLURGIA II
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2014/2015
- Docente
- MATTIA MERLIN
- Crediti formativi
- 6
- Percorso
- INDUSTRIALE
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- ING-IND/21
Obiettivi formativi
- Il corso si prefigge di impartire le conoscenze per la scelta e l’applicazione in campo ingegneristico dei materiali metallici, sia tradizionali sia innovativi. Per una corretta progettazione dei componenti meccanici ed un idoneo impiego in esercizio dei materiali metallici, lo studente deve conoscere in modo approfondito alcune tra le leghe metalliche più diffuse che ha a disposizione ed i fattori che ne influenzano la microstruttura e quindi le proprietà meccaniche.
Prerequisiti
- Lo studente deve possedere le conoscenze di base della scienza dei metalli e deve essere in grado di riconosce le microstrutture degli acciai al carbonio.
Contenuti del corso
- I materiali nella progettazione industriale: una introduzione. Carte di scelta dei materiali.
Normative e definizione degli acciai; classificazione. Acciai non legati e legati. Acciai di qualità e acciai speciali. Designazione alfanumerica e numerica in funzione dell’impiego finale. Caratteristiche principali in funzione dell’impiego.
Proprietà del ferro e influenza degli elementi aggiunti: nichel, manganese, cobalto, azoto, alluminio, molibdeno, silicio, titanio, niobio, vanadio e boro. Impurità degli acciai: inclusioni non metalliche. Influenza di zolfo, fosforo, idrogeno, ossigeno.
Trattamenti termici superficiali. Tecniche di tempra superficiale ad induzione, tempra per fiammatura e mediante laser.
Trattamenti termochimici. Carbocementazione (solida, in bagno di sali, gassosa). Trattamenti termici dopo carbocementazione. Nitrurazione (gassosa, in bagno di sali). Confronto carbocementazione-nitrurazione.
Trattamenti termomeccanici ad alta e bassa temperatura. Laminazione controllata. Ausforming, Isoforming, TRIP, Perlitoforming, Marforming.
Acciai da costruzione di uso generale. Acciai effervescenti e calmati. Saldabilità degli acciai. Acciai di qualità: acciai cor-ten, acciai per laminati piani sottili da profondo stampaggio. Acciai microlegati HSLA.
Acciai speciali da costruzione: da bonifica, autotempranti, da cementazione, da nitrurazione, per molle. Acciai speciali per cuscinetti a rotolamento.
Acciai per utensili. Proprietà necessarie per l’impiego. Influenza degli elementi in lega: elementi che formano carburi ed elementi che non formano carburi. Cicli produttivi degli acciai da utensili e trattamento termico finale (austenitizzazione, tempra, rinvenimento). Effetto della temperatura di austenitizzazione sulla microstruttura e sulla temprabilità; indurimento secondario e trasformazione della austenite residua. Classificazione degli acciai da utensili (UNI e AISI); acciai per lavorazioni a freddo, a caldo e acciai rapidi.
Acciai Maraging e Acciai al 13% di manganese (acciaio Hadfield).
Acciai inossidabili. Acciai inox austenitici: effetto degli elementi in lega, diagramma di Schaeffler, sensibilizzazione (fattori che determinano il grado di sensibilizzazione e metodi per evitare la sensibilizzazione), incrudimento per deformazione e trasformazione martensitica (Md), comportamento a trazione a varie temperature. Acciai inox ferritici: infragilimento a 475°C, precipitazione della fase s, sensibilizzazione. Acciai ferritici ELI. Acciai inox martensitici: proprietà, trattamenti termici, fenomeno della fragilità da rinvenimento. Acciai inox PH (Precipitation Hardening): martensitici, semiaustenitici, austenitici, trattamento termico (solubilizzazione, tempra ed invecchiamento). Acciai inox duplex (austeno-ferritici): PREN, fenomeni di precipitazione di fasi intermetalliche, trattamenti termici e superplasticità.
Ghise. Cenni alla produzione siderurgica delle ghise. Classificazione delle ghise. Processi di solidificazione; influenza degli elementi in lega sulla microstruttura. Diagramma Fe-C-Si: carbonio equivalente. Inoculazione. Ghise bianche, ghise grige, ghise malleabili, ghise sferoidali, ghise sferoidali austemperate (ADI). Ghise conchigliate, temprate e legate.
Leghe per alte temperature. Superleghe. Fenomeni di scorrimento viscoso.
Leghe a memoria di forma (SMAs). Aspetti metallurgici del fenomeno della memoria di forma. Effetto memoria di forma (OWSME e TWSME) e superelasticità. Descrizione delle principali famiglie di leghe: leghe NiTi e leghe a base rame. Introduzione al concetto di superficie attiva deformabile: principali problematiche di realizzazione. Applicazioni. Metodi didattici
- Lezioni frontali
Modalità di verifica dell'apprendimento
- L'esame è orale ed ha lo scopo di verificare la comprensione degli argomenti teorici spiegati a lezione. 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. Lo studente deve dimostrare di aver compreso le caratteristiche principali delle diverse classi di materiali metallici per una loro corretta scelta e applicazione.
Testi di riferimento
- - A. Cigada, G. Re, Metallurgia Vol.2 - Materiali metallici di interesse industriale, Ed. Clup Milano
- A. Cigada, T. Pastore, Struttura e proprietà dei materiali metallici, McGraw-Hill
- G.M. Paolucci, Lezioni di Metallurgia Vol.1 e 2, Ed. Libreria Progetto Padova
- Appunti delle lezioni e dispense del docente
