METALLURGY

ING-IND/21 - 9 CFU - 2° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

FABIO GIUDICE
Email: fgiudice@dii.unict.it
Edificio / Indirizzo: Edificio 3 Polifunzionale, Piano 6°, Viale Andrea Doria 6
Telefono: +39 095 7382416
Orario ricevimento: Previa comunicazione email


Obiettivi formativi

Obiettivo del corso consiste nel 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.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni teoriche, integrate da esercizi e esempi applicativi.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.


Prerequisiti richiesti

Conoscenze di Fisica e Chimica

Comportamento meccanico dei materiali (preferibile)



Frequenza lezioni

Obbligatoria



Contenuti del corso

Metallurgia di Processo

Materie prime e trattamenti preliminari - Metallurgia estrattiva

 

Metallurgia Fisica

Struttura dei metalli, difetti reticolari, deformazione plastica - Soluzioni solide - Meccanismi di diffusione - Trasformazioni di fase, nucleazione, solidificazione - 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

 

Metallurgia Applicata

Caratterizzazione e analisi dei materiali metallici - Frattura - Fatica - Scorrimento viscoso - Corrosione e fenomeni di degradazione - Problematiche metallurgiche della manifattura additiva

 

Selezione dei Materiali

Approcci alla scelta del materiale - Metodo di Ashby, indici di prestazione, tipologie di problemi di selezione dei materiali

 

Materiali e Sostenibilità Ambientale

Analisi del ciclo di vita dei materiali - Impatto ambientale della metallurgia estrattiva - Caratterizzazione ambientale e riciclo dei materiali metallici



Testi di riferimento

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

 

Testi alternativi (in italiano)

W. Nicodemi, Metallurgia, Zanichelli, 2007

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


Altro materiale didattico

Slide delle lezioni, documentazione aggiuntiva (studium.unict.it)



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Raw materials and preliminary treatmentsteacher notes 
2Extractive metallurgyteacher notes 
3Metallic structure, crystalline imperfections, plastic deformation
4Solid solutions
5Diffusion mechanisms
6Phase transformations, nucleation, solidification
7Phase diagrams
8Solid-state phase transformations, recrystallization, precipitation
9Iron-carbon system and heat treatments of steel
10Alloying elements and their effects
11Types and properties of steels and cast iron
12Non-ferrous metals and alloys
13Characterization and analysis of metallic materials1-2 
14Fracture1-2 
15Fatigue1-2 
16Creep1-2 
17Corrosion and degradation phenomena
18Metallurgy of additive manufactured metal componentsteacher notes 
19Approaches to choice of materialsteacher notes 
20Ashby method, performance indices, types of selection problem
21Analysis of material life cycle
22Environmental impact of extractive metallurgyteacher notes 
23Environmental characterization and recycling of metallic materials4 and teacher notes 


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Svolgimento di un progetto assegnato e prova orale conclusiva.

Durante lo svolgimento del corso sono previste verifiche in itinere. Tali verifiche sono facoltative. La mancata partecipazione non preclude l'accesso alla prova orale conclusiva, né va a detrimento dell'esito finale della stessa.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

Definire le principali tipologie di difetti nei reticoli cristallini

Descrivere meccanismi e leggi della diffusione nei solidi cristallini

Interpretare il diagramma Fe-C descrivendo e quantificando 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 i corrispondenti meccanismi microstrutturali

Descrivere le principali tipologie dei fenomeni corrosivi




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