Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[51061] - METALLURGIA MECCANICAMECHANICAL METALLURGY
Stefano SPIGARELLI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [IM09] INGEGNERIA MECCANICA (Curriculum: MECCANICO COSTRUTTIVO) Master Degree (2 years) - [IM09] MECHANICAL ENGINEERING (Curriculum: MECCANICO COSTRUTTIVO)
Dipartimento: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze MatematicheDepartment: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2019-2020
Anno regolamentoAnno regolamento: 2019-2020
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: C - Affine/Integrativa
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/21 - METALLURGIA

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

Italiano

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

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

The student should know some fundamentals of Chemistry (atomic bond), Metallurgy (steels), Mechanical Design (nature of mechanical properties and their role) and Material Processing Technology


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Lezioni frontali di teoria: 50 ore
Esercitazioni in aula: 6 ore
Esercitazioni in laboratorio: 16 ore

Lectures: 50 h
Exercises: 6 h
Laboratory activity: 16 h


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze avanzate sulle origini 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


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

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.


Competenze trasversali.

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.


Knowledge and Understanding.

At the end of the course students will be able to understand the main issues on the mechanical properties of metals and alloys. These issues will integrate previous knowledge in Metallurgy, Material Processing and Mechanical Design. On these bases, the student will acquire a deeper understanding of the multidisciplinary nature of engineering practice, typical of the most recent developments in the technology and mechanical design.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

At the end of the course, students will be able to use the following tools: 1. The ability of properly select the metallic material and its heat treatment to obtain given mechanical properties. 2. The ability of identifying the causes and nature of the fracture of metallic components; 3. The ability of properly interpreting the results of mechanical and laboratory tests, cooperating with a team of specialists in the study of a given problem. These abilities will be extremely useful in the problem-solving process involved in engineering and design practices. For this reason, a specific activity of problem-based learning will be carried out.


Transversal Skills.

Practical applications, comparisons and discussions, aimed at solving a case study will take place during the course. The results of the laboratory activity will be elaborated in a report, which will presented and discussed with the class. These activities will enable students to improve their autonomy, communication, learning and critical skills.



PROGRAMMA PROGRAM

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. Trasformazione liquido-solido, solidificazione in condizioni di non equilibrio, Sollecitazioni e 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. Aspetti metallurgici della fatica e metodi per innalzare la resistenza fatica dei metalli; rottura duttile e fragile; principi generali della meccanica della frattura, calcolo ed uso del KIc; diffusione; ripristino, ricristallizzazione; fenomeni metallurgici che avvengono durante la deformazione plastica a caldo; creep, superplasticità, micromeccanismi e leggi costitutive. Saldatura per fusione e per diffusione. Cenni sugli aspetti metllurgici della saldatura. Casi di studio: fenomeni metallurgici e loro controllo nella laminazione; saldatura degli acciai al carbonio e delle leghe di alluminio; meccanismi di rafforzamento negli acciai Dual-Phase, TRIP, Bake-Hardening, Maraging, Hadfield; frattura di bulloni; stima analitica della resistenza di leghe di alluminio da trattamento termico. Esercitazioni di laboratorio: nel corso delle esercitazioni di laboratorio verranno analizzati problemi inerenti la risposta a trattamento termico e la saldatura di acciai e leghe leggere.

Esercitazione: 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

lectures: 50 hours

Practical applications, comparisons and discussions, aimed at solving a case study will take place during the course. The results of the laboratory activity will be elaborated in a report, which will presented and discussed with the class. These activities will enable students to improve their autonomy, communication, learning and critical skills.

Problem-based learning activity: 6 hours
The class, properly divided in groups of students, will face a problem: each group of students will work as self-directed, active investigator, until a solution is agreed upon and implemented

Laboratory activity: 16 hours


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

L’esame consiste in una prova orale. E' prevista una prova in itinere, vertente sugli argomenti trattati nel corso. In caso di superamento della prova intermedia, lo studente sarà chiamato a svolgere l'orale solo sugli argomenti non trattati dalla prova stessa.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

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


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Viene attribuito un voto in trentesimi con eventuale lode. Il voto minimo è di 18 trentesimi


Criteri di attribuzione del voto finale.

L’orale, per coloro che non avranno svolto la prova in itinere e l'attività di esercitazione, sarà articolato su quattro quesiti, ognuno valutabile con un punteggio fra 0 e 7.5 punti. La prova in itinere, suddivisa in due parti, verrà valutata con un massimo di 25 (15+10) punti. Qualora il candidato abbia superato la sola prima parte della prova in itinere (minimo 10 punti su 15), l’orale sarà limitato a due quesiti. In caso di superamento sia della prima parte che della seconda parte (quest'utima con punteggio minimo 7 punti su 10), l'orale sarà limitato ad un solo quesito.
Lo 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.


Learning Evaluation Methods.

The method for learning evaluation will consist in an oral examination. Each student will be given the chance to enhance learning by self-assesment tests to be carried out in the moodle page of the course. An intermediate test will be carried out. Students who will obtain a positive evaluation of the intermediate test, will be examined only in the part of the program not considered in the test.


Learning Evaluation Criteria.

The candidate will be required to be able to analyize the nature of the mechanisms governing the mechanical properties in metals. The student must be able to qualitatively and/or quantitatively estimate the effect of microstructural features on the required properties.The same subjects will be considered in the self-assessment tests. During the oral examination, the candidate should exhibit a proper knowledge of the course contents.The student must be able to coherently describe concepts introduced during the course and to combine these concepts to solve simple problems describing the effects of microstructure on engineering properties.


Learning Measurement Criteria.

Grading scheme is based on a scale of 30 points. Successful completion of the examination will lead to grades ranging from 18 to 30


Final Mark Allocation Criteria.

Maximum grade obtained in the oral examination will be 30 points (a set of 4 questions, each evaluated up to 7.5 points).
An intermediate written test, in two parts, will be carried out. The test will be evaluated up to 25 points (10 points minimum for the first part, and 7 points minimum for the second part). Participation to the laboratory activities will be evaluated up to 7.5 points.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

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

G.Dieter, Mechanical Metallurgy. Moodle page: https://learn.univpm.it


E-LEARNING E-LEARNING

No

No


Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2019-2020
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2019-2020

 


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