ITALIANO

Conoscenza delle nozioni fodamentali sul legame chimico, sulla Metallurgia, della definizione delle proprietà meccaniche e del loro uso nella progettazione meccanica, dei principali processi di trasformazioni delle leghe metalliche

Lezioni di Teoria, 52 ore
Esercitazioni, 4 ore
Laboratorio, 16 ore

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze avanzate sulle origini fisiche del comportamento meccanico dei materiali metallici. Tali conoscenze, integrando le nozioni acquisite negli insegnamenti di metallurgia, progettazione e tecnologia meccanica, costituiscono degli approfondimenti che dovranno arricchire la conoscenza del settore dei materiali metallici. In tal modo lo studente acquisirà una maggiore consapevolezza del più ampio contesto multidisciplinare dell'ingegneria, con un chiaro richiamo agli aspetti propriamente connessi con i sistemi e le tecnologie di produzione, e della progettazione di macchine e sistemi meccanici.

Al fine di affrontare tematiche progettuali avanzate, anche di notevole complessità, quali l'innovazione e lo sviluppo di nuovi prodotti e di nuovi processi, lo studente dovrà saper interpretare correttamente le cause di comportamenti strutturali e tecnologici già analizzati in altri insegnamenti e che sono comunemente affrontati nella pratica ingegneristica. Tale capacità si estrinsecherà attraverso una serie di abilità professionalizzanti, quali: 1. la capacità di scegliere appropriatamente il materiale metallico, e il relativo stato di fornitura, in modo che fornisca le proprietà richieste; 2. la capacità di identificare le cause di rottura di un componente metallico; 3. la capacità di interpretare appropriatamente i risultati delle analisi di laboratorio, lavorando in team con altri elementi coinvolti nello studio del problema. Le capacità di applicare conoscenze e comprensione verranno quindi stimolate attraverso una attività specificamente progettata di Problem-based Learning.

L’esecuzione di un esercizio di risoluzione di un problema, che verrà svolto in gruppi e che porterà alla stesura di un report, contribuirà a migliorare il grado di autonomia di giudizio in generale, la capacità comunicativa, la capacità di apprendimento in autonomia e di trarre conclusioni. Tale attività si articolerà in esercitazioni in aula, nella quale i diversi gruppi dovranno inquadrare un problema loro posto e stabilire un piano per affrontarlo, in una serie di attività di laboratorio in cui si svolgeranno attività di caratterizzazione meccanica e metallografica volte ad acquisire informazioni sul comportamento del materiale relativamente al problema da risolvere, e nella stesura di un report finale. Il report verrà presentato al resto della classe (attività di presentazione), e uno degli altri gruppi sarà incaricato specificamente di analizzare le conclusioni raggiunti (attività di review). Ogni gruppo sarà chiamato a definire ruoli e responsabilità interne

Lezioni frontali:
-Richiamo sulla struttura dei metalli, celle unitarie, sistemi cristallografici, indicizzazione di direzioni e piani. --Difetti di punto, linea e superficie.
-Ruolo delle dislocazioni nella deformazione; interazione fra dislocazioni, loro moltiplicazione e dissociazione.
-Meccanismi di deformazione di monocristalli e materiali policristallini. Metodi per aumentare la resistenza di un materiale (incrudimento, soluzione solida, precipitazione). Tipi di precipitati e loro interazione con le dislocazioni. Esercitazione: stima analitica della resistenza di leghe di alluminio da trattamento termico
-Aspetti metallurgici della fatica e metodi per innalzare la resistenza fatica dei metalli; rottura duttile e fragile; cenni sui principi generali della meccanica della frattura, KIc; casI di studio: analisi frattografica delle superfici di frattura di componenti meccanici,
-Diffusione allo stato solido; trasformazioni liquido-solido, solidificazione in condizioni di non equilibrio; caso di studio: aspetti metallurgici della saldatura; saldatura degli acciai al carbonio e delle leghe di alluminio
-Ripristino, ricristallizzazione; fenomeni metallurgici che avvengono durante la deformazione plastica a caldo; casi di studio: fenomeni metallurgici e loro controllo nella laminazione; meccanismi di rafforzamento negli acciai Dual-Phase, TRIP, Bake-Hardening, Maraging, Hadfield
-Creep, micromeccanismi ed equazioni costitutive, casi di studio: leghe di alluminio, acciai 9Cr e superleghe di Nichel
-Superplasticità, micromeccanismi e leggi costitutive. Saldatura per fusione e per diffusione.
-Metodi di caratterizzazione metallografica dei metalli e delle leghe;
- Metallurgia delle Polveri e Metodi di Manifattura additiva: cenni alle tecnologie di produzione, metalli idonei alle tecniche di manifattura additiva, microstruttura e proprietà dei componenti prodotto per manifattura additiva

Esercitazioni: Attività di Problem-based Learning e presentazione in aula dei risultati ottenuti: 6 ore
Verrà sottoposto agli studenti un problema pratico da risolvere. Gli studenti saranno guidati a lavorare con i contenuti che, partendo dalle conoscenze acquisite e progressivamente ampliate in maniera autonoma, essi stessi riterranno necessari per risolvere il problema. I risultati di questa attività, integrati dalla parte sperimentale ottenuta in laboratorio, verrano presentati alla classe alla fne del corso.

Laboratorio: 16 ore
Utilizzo delle tecniche di metallografia e delle prove meccaniche per la risoluzione di un problema pratico di utilizzo di un materiale metallico. In caso di impossibilità di utilizzo dei laboratori, l’attività verrà svolta partendo da dati forniti dal Docente

L’esame consiste in una prova orale.

Lo studente, nel corso della prova orale, dovrà dimostrare di saper interpretare la natura dei meccanismi che governano le proprietà meccaniche dei metalli e dimostrare di saper stimare in maniera quantitativa il loro effetto sulle proprietà che l’ingegnere richiede nelle varie applicazioni. Per superare con esito positivo la prova orale, lo studente dovrà dimostrare di possedere una complessiva conoscenza dei contenuti, esposti in maniera sufficientemente corretta con utilizzo di adeguata terminologia tecnica. La valutazione massima verrà conseguita dimostrando una conoscenza approfondita dei contenuti, esposta con completa padronanza del linguaggio tecnico, utilizzando appropriatamente tale conoscenza per la risoluzione di problemi semplici legati alla microstruttura del materiale

Viene attribuito un voto in trentesimi con eventuale lode. Il voto minimo per il superamento dell’esame è di 18 trentesimi

L’orale, per coloro che non avranno svolto l'attività di esercitazione, sarà articolato su quattro quesiti, ognuno valutabile con un punteggio fra 0 e 7.5 punti. La partecipazione attiva alle esercitazioni di gruppo verrà valutata con un massimo di 7.5 punti, e verrà considerata sostitutiva di uno dei quesiti dell'orale.

S.Spigarelli, "Metallurgia Meccanica", Esculapio o, in alternativa, U.Bernabai, R.Torella: "Lezioni di Metallurgia Meccanica", Aracne editrice;
Materiale addizionale (slides, sitografia, esercitazioni interattive, video con registrazione della lezioni) verrà messo a disposizione nella pagina Moodle dell'insegnamento (https://learn.univpm.it)