INGEGNERIA CIVILE E ARCHITETTURA (DICAR)Chemical engineering for industrial sustainability (Ingegneria chimica per la sostenibilita' industriale)Anno accademico 2022/2023

1007867 - METALLURGY A - Z

Docente: FABIO GIUDICE

Risultati di apprendimento attesi

Obiettivo del corso consiste nel fornire le conoscenze sui fenomeni basilari della metallurgia, per comprendere le proprietà e il comportamento 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 interpretare i fenomeni di deterioramento delle leghe metalliche in esercizio, e orientarsi nella scelta del materiale più appropriato per la specifica applicazione, definendo il trattamento più idoneo per migliorarne le proprietà in funzione delle condizioni di utilizzo, e operando 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.

Il materiale didattico è costituito dalle slide delle lezioni e da documentazione aggiuntiva (studium.unict.it)

Prerequisiti richiesti

Conoscenze di Fisica e Chimica

Nozioni di base sul comportamento meccanico dei materiali (preferibile)

Frequenza lezioni

Frequenza 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 - Fenomeni 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

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 - A. Sili, Metallurgy, Associazione Italiana di Metallurgia, 2022

3 - P. Pedeferri, Corrosion Science and Engineering, Springer, 2018

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

Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Materie prime e trattamenti preliminari2 e dispense
2Metallurgia estrattiva2 e dispense
3Struttura dei metalli, difetti reticolari, deformazione plastica1 - 2
4Soluzioni solide1 - 2
5Fenomeni di diffusione1 - 2
6Trasformazioni di fase, nucleazione, solidificazione1 - 2
7Diagrammi di fase1 - 2
8Trasformazioni in fase solida, ricristallizzazione, precipitazione1 - 2
9Sistema Fe-C e trattamenti termici degli acciai1
10Elementi di lega e effetti1 - 2
11Tipologie e proprietà degli acciai e delle ghise1 - 2
12Metalli e leghe non ferrose1 - 2
13Caratterizzazione e analisi dei materiali metallici1 e dispense
14Frattura1
15Fatica1
16Scorrimento viscoso1
17Corrosione e fenomeni di degradazione1 - 3 
18Problematiche metallurgiche della manifattura additivadispense
19Analisi del ciclo di vita dei materiali4 e dispense
20Impatto ambientale della metallurgia estrattivadispense
21Caratterizzazione ambientale e riciclo dei materiali metallici4 e dispense

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

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 in modalità a distanza, 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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