SCIENZA DEI METALLI

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2015/2016
Anno di corso: 
2
Anno accademico di erogazione: 
2016/2017
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
4
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
28
Prerequisiti: 

Per affrontare il corso lo studente deve avere già affrontato ed acquisito nei corsi precedenti i seguenti argomenti:
• elementi di base della cristallografia;
• fenomeni diffusivi nei solidi;
• significato dei diagrammi di stato di leghe binarie e delle regole per l’interpretazione dei diagrammi di stato;
• elementi di base della termodinamica della solidificazione.

Moduli

Metodi di valutazione

Tipo di esame: 
Orale
Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

esame orale

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Il corso si propone di trattare gli argomenti fondamentali della metallurgia fisica. Partendo dalla correlazione fra microstruttura e proprietà meccaniche dei materiali, saranno studiate le varie tipologie di trasformazioni allo stato solido alla base dei processi industriali per la produzione delle principali leghe commerciali, come leghe di alluminio, acciai e superleghe base nichel per applicazioni aeronautiche e produzione di energia.

Contenuti

• Difetti cristallografici nelle leghe metalliche.
• Tecniche micro-analitiche per la caratterizzazione dei materiali metallici.
• Caratterizzazione meccanica dei materiali metallici.
• Fenomeni microplastici della deformazione.
• Elementi microstrutturali rafforzanti i materiali metallici.
• Nucleazione nelle trasformazioni allo stato solido diffusive.
• Crescita dei precipitati nelle trasformazioni allo stato solido diffusive.
• Leghe di alluminio e superleghe a base di nichel.
• Ricristallizzazione statica.
• Trasformazioni eutettoidi nel sistema Fe-C.
• Trasformazione non diffusiva martensitica.
• Trasformazione martensitica nel sistema Fe-C.

Programma esteso

Verranno considerate le trasformazioni di fase liquido-solido nei metalli puri e nelle leghe, ossia il processo di solidificazione (nucleazione omogenea ed eterogenea, e crescita), e le reazioni eutettiche e peritettiche. Si analizzeranno le strutture di solidificazione, in particolare l’eterogeneità e le difettosità tipiche, come pori di ritiro, macro e micro-segregazioni.
Saranno poi prese in considerazione le trasformazioni allo stato solido diffusive: nucleazione omogenea ed eterogena, crescita della precipitazione e comparsa di fasi metastabili durante il processo di precipitazione; transizioni ordine-disordine; decomposizione eutettoide; decomposizione spinodale; nucleazione e crescita della ricristallizzazione statica. Le trasformazioni martensitiche non diffusive saranno studiate con particolare riferimento al sistema Fe-C.
Si prenderanno inoltre in esame le proprietà meccaniche delle leghe metalliche alla luce dell’interazione fra i meccanismi di deformazione plastica e la microstruttura risultante dai fenomeni di solidificazione e di trasformazione allo stato solido, con cenni al fenomeno dell’incrudimento.
Durante il corso saranno riportati esempi di processi di produzione e lavorazione, e esempi di applicazione di leghe metalliche d’interesse commerciale.

Bibliografia consigliata

D.A. Porter, K.E. Easterling, Phase Transformations in Metals and Alloys, Charpman & Hall, 1992

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezione frontale