Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere: mediante le lezioni frontali tenute durante il corso, lo studente acquisirà i metodi e le conoscenze sulla microstruttura ed i meccanismi di deformazione plastica che determinano il comportamento meccanico dei materiali metallici alle diverse temperature di lavoro e su recenti metodologie di produzione di componenti metallici, quali l’additive manufacturing. Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
mediante le esercitazioni pratiche svolte in classe o in laboratorio relativamente ad alcuni argomenti del programma, gli studenti apprendono come applicare le conoscenze acquisite in un contesto reale di problematiche industriali. Autonomia di giudizio: lo studente dovrà essere in grado di comprendere e valutare in maniera critica il legame tra parametri microstrutturali e di processo, in modo da ottimizzare la microstruttura ed i processi deformativi anche in condizioni operative non testate. Inoltre ambire a dare indicazioni sulla scelta di tecnologie di produzione innovative per la produzione di componenti metallici. Capacità communicative: tramite le lezioni frontali e il confronto con il docente, lo studente acquisisce il lessico specifico inerente la metallurgia meccanica. Ci si attende che, al termine del corso, lo studente sia in grado di trasmettere, in forma orale e in forma scritta, i contenuti del corso e le problematiche di metallurgia meccanica.
Capacità di apprendimento: lo studente che abbia frequentato il corso sarà in grado di approfondire le proprie conoscenze nell’ambito della metallurga meccanica attraverso la consultazione autonoma di testi specialistici, riviste scientifiche o divulgative, anche al di fuori degli argomenti trattati strettamente a lezione, al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o intraprendere percorsi di formazione successive.
Prerequisiti
conoscenze di Metallurgia
Contenuti dell'insegnamento
Il corso propone lo studio dei meccanismi di deformazione plastica che influenzano il comportamento meccanico dei materiali metallici a
differenti temperature. Una parte del corso sarà dedicata alla comprensione delle strutture e proprietà ottenute da saldature, metallurgia delle polveri e da additive manufacturing e alla relazione intercorrente con il loro comportamento meccanico.
Programma esteso
Cenni alla struttura dei metalli, alla deformazione dei reticoli cristallini e alla resistenza a trazione. Comportamento dei metalli alla deformazione alle alte temperature: richiami dei processi diffusivi, fenomeni di recupero e ricristallizzazione; tipiche curve stress-strain; equazioni costitutive tra parametri di processo e microstrutturali nella deformazione a caldo; case study su leghe di magnesio. Comportamento dei metalli allo scorrimento viscoso o creep: prove, formulazione teorica, metodi per aumentare le resistenza a creep di un metallo; case study su superleghe di Nichel. La superplasticità dei metalli: caratteristiche, requisiti microstrutturali, equazioni; formatura superplastica per Diffusion Bonding; metodi termomeccanici per ottenere una struttura a grano ultrafine; case studies su acciai e leghe leggere per impiego automobilistico e aeronautico. La metallurgia della saldatura: cenni sulle tipologie di saldatura; solidificazione e microstruttura, proprietà e problematiche delle zone dei giunti; case studies di acciai e leghe leggere. La metallurgia da polveri: caratteristiche delle polveri metalliche; fasi di produzione; caratteristiche meccaniche dei componenti; impieghi. Stampa 3D di componenti metallici o manifattura additiva: microstruttura e proprietà di componenti metallici prodotti per Addivitive Manufacturing (powder bed fusion); case study di leghe Al-Si e Ti6Al4V.
Bibliografia
Le slides proiettate durante il corso sono rese disponibili agli studenti in formato pdf sul portale Elly. Sono consigliati i seguenti testi per lo studio degli argomenti trattati nel corso: i) R. W. Hertzberg, Deformation and Fracture of Engineering Materials, Fourth ed, John Wiley & Sons, (1996); ii) G.L. Dieter, Mechanical Metallurgy, 3 edizione (1986), McGraw-Hill Book Company, New York
Metodi didattici
Il corso si svolge in 6 CFU, che corrispondono a 48 ore di lezione. Le attività didattiche saranno condotte in presenza. Gli argomenti del corso verranno affrontati da un punto di vista teorico, per migliorare la comprensione delle tematiche in dettaglio. Saranno condotte delle esercitazioni/laboratori su microstrutture prodotte con tecnologie innovative e durezze.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento avviene con una prova scritta. La prova scritta si articola in 3/4 quesiti che possono vertere su contenuti teorici e o esercitazioni affrontati durante il corso. La prova si intende superata se raggiunge almeno 18/30. La lode è assegnata in caso di raggiungimento del massimo punteggio totale e si dimostri padronanza del lessico disciplinare.
Altre informazioni
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