Nuova ricerca

Paolo VERONESI

Professore Ordinario
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"

Insegnamento: Tecnologia dei Materiali Metallici

Ingegneria dei materiali (Offerta formativa 2024)

Obiettivi formativi

Presentare allo studente le novità nel campo dei materiali metallici, analizzandone gli aspetti metallurgici, le proprietà meccaniche e le applicazioni. Selezionare il materiale più idoneo all'applicazione, utilizzando strumenti informatici. Fornire allo studente un ampio quadro delle tecnologie di produzione e lavorazione dei materiali metallici, con particolare riguardo alle leghe ferrose. Far conoscere le principali tipologie di lavorazione e trattamento termico e termochimico, ed i relativi effetti sulle proprietà dei prodotti semilavorati o finiti Presentare una rassegna degli impianti siderurgici più diffusi e sulle tecnologie di colata.
Obiettivi formativi specifici:
Acquisizione di conoscenza su:
- Acciai ad alta resistenza e basso-legati;
- Microalligazione e proprietà conseguibili su leghe ferrose e non;
- Campi di impiego delle leghe non ferrose;
- Trattamenti per la modificazioni delle proprietà delle leghe non ferrose.
- Materiali metallici amorfi, nanostrutturati e per impieghi biomedicali
- Metallurgia delle polveri
- processi di estrazione, trasformazione e lavorazione dei materiali metallici;
- il processo di colata e aspetti generali della solidificazione;
- impianti siderurgici.
- Saldatura e suoi effetti sulle proprietà dei semilavorati
- Selezione assistita dal calcolatore del materiale e del processo

Prerequisiti

fortemente consigliata la frequenza dei corsi di Chimica e Scienza dei materiali
Chimica: modalità del passaggio di stato liquido-solido; energia libera e funzioni di stato
Scienza dei Materiali: correlazioni fra microstruttura e proprietà dei metalli; metodi per modificare le proprietà meccaniche dei metalli; nozioni di base su processi di fabbricazione dei metalli ferrosi

Programma del corso

Le nuove leghe ferrose: acciai HSLA; principi della microalligazione e dei processi termomeccanici. Acciai Dual-phase, TRIP, TWIP e maraging. Gli acciai inossidabili duplex e indurenti per precipitazione. Proprietà ed applicazioni ingegneristiche delle ghise legate.
Le nuove leghe non ferrose: Alluminio: Invecchiamento nei sistemi a base alluminio. Le leghe a base rame, trasformazione ordine-disordine. Leghe di titanio ad alta resistenza e per applicazioni a caldo. Le nuove leghe di magnesio da fonderia. Leghe per le alte temperature. Gli intermetallici per alte temperature. Materiali intelligenti e leghe a memoria di forma. Materiali nanostrutturati. Vetri metallici. Biometalli e biocompatibilità.
Tecnologia e impianti: Metallurgia estrattiva (cenni);
Gli impianti destinati alla trasformazione delle leghe ferrose: caratteristiche, dimensionamento di massima, conduzione degli impianti, considerazioni energetiche. Il processo di casting. controllo della microstruttura dei getti; i difetti di colata.
I trattamenti termici e termochimici
La saldatura
La selezione del materiale e del processo: i diagrammi di scelta del materiale; selezione con vincoli semplici, multipli, con obiettivi contrastanti; i diagrammi di selezione del processo; selezione congiunta di materiale e processo e di materiale e forma; cenni a ecoprogettazione e design industriale; impiego del software CES Edupack per la selezione del materiale a applicazione ad un caso di studio specifico (attività di gruppo)

Metodi didattici

Lezioni frontali, case studies, roleplaying, utilizzo di sistemi multimediali, visite di istruzione, seminari tenuti da esponenti del mondo industriale

Testi di riferimento

Nicodemi Walter, Siderurgia. Processi e impianti, Editore: AIM, ISBN: 8885298206, ISBN-13: 9788885298200

A. Cigada, Struttura e proprietà dei materiali metallici, Editore: Cittàstudi, ISBN 88-251-7065-3

G.E. Dieter, Mechanical Metallurgy, Editore: Mc Graw Hill, ISBN 0-07-100406-8

R.E. Reed-Hill , R. Abbaschian, Physical Metallurgy Principles, Editore: Interntl. Thomson Publishing, ISBN 0-534-92173-6

W.F. Hosford; R.M. Caddell, "Metal Forming: Mechanics and Metallurgy, Third Edition," Prentice-Hall, pp. 330 pgs (2007).

Verifica dell'apprendimento

Quiz a risposta multipla di 22 domande ( max 33 punti), da svolgersi n presenza- durata prevista 1 ora. Per voti superiori a 18/30, presentazione di tesina di approfondimento (variazione fino a 1/10 del punteggio, in più o in meno =3/30); preparazione e visione elaborato sulla selezione dei materiali (attività di gruppo, se svolta durante l'anno), seguita da prova orale consistente in 2-3 domande aperte sugli argomenti del corso.

La conoscenza delle nozioni di base, ed in particolare delle correlazioni microstruttura/proprietà e dei meccanismi di rinforzo sono sufficienti per un punteggio di 18/30; la proprietà di linguaggio e la capacità di confrontare materiali e meccanismi di rinforzo, nonchè la conoscenza degli aspetti più caratteristici di ogni classe di materiali conferisce i rimanenti 12/30

Risultati attesi

Conoscenza e capacità di comprensione: Tramite lezioni in aula, seminari, visite di istruzione e materiale audio-video proiettato in aula, lo studente apprende la tecnologia dei materiali metallici e le leghe metalliche innovative; acquisisce inoltre la capacità di selezionare materiale e processo, mediante esercitazioni con l'ausilio di software dedicato.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Tramite le esercitazioni pratiche al computer, lo studente è in grado di applicare le conoscenze acquisite per la selezione di materiali e processi
Autonomia di giudizio: Tramite le relazioni scritte sul lavoro di gruppo, lo studente è in
grado di comprendere, discutere collegialmente e criticamente, nonchè esporre i risultati ottenuti.
Abilità comunicative: Le relazioni scritte permettono di sviluppare la capacità a presentare i dati ottenuti in modo efficace e conciso; le presentazioni di gruppo inerenti singole classi di materiali permettono di esprimere i concetti appresi con linguaggio appropriato e di sostenere una discussione in merito agli argomenti trattati.
Capacità di apprendimento: le attività descritte consentono allo studente di acquisire gli strumenti metodologici per proseguire gli studi e per potere provvedere autonomamente al proprio aggiornamento.