METALLURGY

Obiettivo del corso è fornire le conoscenze sui fenomeni basilari della metallurgia, per comprendere le proprietà e il comportamento in esercizio delle leghe ferrose e non ferrose, anche in relazione a diverse tipologie di condizioni di utilizzo, e gli effetti dei principali trattamenti tecnologici. Tali conoscenze saranno completate introducendo le problematiche legate all’impatto ambientale della produzione, dell’utilizzo, e della dismissione dei materiali metallici. Il percorso formativo si prefigge in ultimo di mettere lo studente nelle condizioni di selezionare la lega metallica più appropriata per la specifica applicazione, definire il trattamento più idoneo per migliorarne le proprietà in funzione delle condizioni di utilizzo, e operare delle valutazioni in termini di sostenibilità ambientale delle soluzioni scelte.

Lezioni teoriche, integrate da esercizi e esempi applicativi

Conoscenze di Fisica e Chimica

Comportamento meccanico dei materiali (preferibile)

Obbligatoria

Metallurgia di Processo

Materie prime e trattamenti preliminari - Metallurgia estrattiva

Metallurgia Fisica

Struttura dei metalli, difetti reticolari, deformazione plastica - Soluzioni solide - Trasformazioni di fase, nucleazione, accrescimento dei grani - Meccanismi di diffusione - Diagrammi di fase - Trasformazioni in fase solida, ricristallizzazione, precipitazione

Leghe Metalliche Ferrose e Non Ferrose

Sistema Fe-C e trattamenti termici degli acciai - Elementi di lega e effetti - Tipologie e proprietà degli acciai e delle ghise - Metalli e leghe non ferrose: Alluminio, Rame, Magnesio, Nickel, Titanio, Zinco, Superleghe

Metallurgia Applicata

Caratterizzazione e analisi dei materiali metallici: Prove meccaniche, Indagini metallografiche - Frattura - Fatica - Scorrimento viscoso - Corrosione e fenomeni di degradazione - Processi di lavorazione plastica

Selezione dei Materiali

Approcci alla scelta del materiale - Metodo di Ashby - Selezione multi-obiettivo

Materiali e Sostenibilità Ambientale

Ciclo di vita dei materiali - Analisi del Ciclo di Vita - Impatto ambientale della metallurgia estrattiva - Caratterizzazione ambientale di materiali e processi - Riciclo dei materiali metallici

1 - F.C. Campbell, Elements of Metallurgy and Engineering Alloys, ASM International, 2007

2 - G.E. Dieter, Mechanical Metallurgy, McGraw-Hill, 1988

3 - M.F. Ashby, Materials Selection in Mechanical Design, Butterworth-Heinemann, 2015

4 - M.F. Ashby, Materials and the Environment, Butterworth-Heinemann, 2013

5 - G.F. Patanè, G.P. Vazzano, Course of Metallurgy, Aracne, 2015

Testi alternativi (in italiano)

W. Nicodemi, Metallurgia, Zanichelli, 2007

A. Sili, Metallurgia, Associazione Italiana di Metallurgia, 2017

Slide delle lezioni, documentazione aggiuntiva

Svolgimento di un progetto assegnato

Prova orale conclusiva

Interpretare il diagramma Fe-C descrivendo le fasi e i costituenti strutturali

Descrivere i principali trattamenti termici di interesse applicativo per gli acciai, e i loro effetti

Definire le fasi che caratterizzano il fenomeno del creep, e descrivere la costruzione e l'utilizzo del diagramma di Larson-Miller

Descrivere i principali fenomeni di degradazione dei materiali

Descrivere i metodi principali per la scelta dei materiali, e definire gli indici di prestazione secondo Ashby

Definire proprietà e strumenti per la caratterizzazione ambientale dei materiali