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Insegnamento: Scienza dei Materiali (Offerta Formativa a.a. 2016/2017)

Corso di studio: Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica (D.M.270/04)

CFU12
Moduli

Modulo: scienza dei materiali 1
TAF: Affine/Integrativa; SSD: ING-IND/22; Ambito: Attività formative affini o integrative
Docenti: Paolo VERONESI

Modulo: scienza dei materiali 2
TAF: Affine/Integrativa; SSD: ING-IND/21; Ambito: Attività formative affini o integrative
Docenti: Roberto GIOVANARDI

Dolly Accedi ai dati dell'insegnamento su Dolly
Orario Lezioni Accedi all'orario settimanale dell'insegnamento
Propedeuticità obbligatorie
Modalità di accertamento del profitto Scritto
Modalità di valutazione Voto
Esse3 Accedi ai dati dell'insegnamento su Esse3
Lingua di insegnamento

Italiano

Partizionamento studenti

Nessun partizionamento

Obiettivi

Sviluppare nello studente le conoscenze di base sulla scienza dei materiali in particolare sulla struttura dei materiali, e sulle correlazioni di questa rispetto alle proprietà chimico,fisiche e meccaniche e fornire informazioni su come sia possibile modificare le strutture con trattamenti fisici e chimici al fine di modificarne le proprietà ingegneristiche.
Fornire allo studente un quadro il più ampio possibile delle proprietà di metalli e leghe metalliche ferrose e non, con particolare riguardo alle proprietà di tipo ingegneristico. Presentare i concetti di base relativi alle trasformazioni di fase e ai meccanismi di rinforzo. Introdurre lo studente alle prove sui materiali e al comportamento meccanico dei metalli.

Prerequisiti

Chimica

Contenuti

Struttura della materia: stato amorfo e cristallino. Difetti. Microstruttura dei materiali. Introduzione alle proprietà meccaniche dei materiali. La diffusione allo stato solido. Introduzione ai diagrammi di stato. Le trasformazioni di fase: aspetti termodinamici e cinetici. Le reazioni allo stato solido e la sinterizzazione. Materiali plastici amorfi e semicristallini. I materiali ceramici e i materiali leganti.
Concetti di base sullo stato metallico: cristallografia. Solidificazione dei metalli e delle leghe. Nucleazione e accrescimento. Proprietà meccaniche dei metalli. Deformazioni elastiche e plastiche. Teoria delle dislocazioni. Proprietà delle dislocazioni. Applicazione della teoria delle dislocazioni all'incrudimento, al rinforzo per soluzione solida, per bordo di grano, per particelle deformabili e non. Frattura dei metalli: meccanismi di frattura duttile e fragile. La fatica nei metalli: innesco, propagazione e schianto. Prove di fatica e applicazione dei dati sperimentali. Scorrimento viscoso nei metalli. Prove di creep e applicazione dei dati sperimentali. Concetti basilari di tribologia e corrosione.
Leghe Fe-C: diagramma di stato Fe-C. Fasi e microstrutture negli acciai e nelle ghise. Sistema Fe-C in condizioni di equilibrio termodinamico. Trasformazione perlitica e bainitica. Trasformazione martensitica. Effetto degli elementi di lega sulla struttura e sulle proprietà degli acciai. Diagrammi TTT e CCT. Bonifica, ricottura e normalizzazione degli acciai. Trattamenti termochimici. Classificazione e designazione degli acciai. Alluminio e sue leghe. Trattamenti termici delle leghe di alluminio. Classificazione e designazione.
Titanio e sue leghe. Effetto degli alliganti. Classificazione e designazione.
Magnesio e sue leghe. Classificazione e designazione.
Metalli resistenti a creep. Compositi a matrice metallica. Metallurgia delle polveri.

Metodi didattici

Da quest'anno il corso è suddiviso su due periodi. Il primo riguard ailprogramma di Scienza dei MAteriali, il secondo quello di Metallurgia. lezioni frontali; seminari di approfondimento; proiezione di materiale audio/video

Verifica dell'apprendimento

divisione della prova finale di accertamento in due parti, una di scienza dei materiali e una di metallurgia; prova scritta (esercizi+teoria) con sbarramento a 18 e prova orale obbligatoria sotto il punteggio di 21/30; prova orale con domande a risposta aperta

Risultati attesi

Conoscenza e capacità di comprensione: Tramite lezioni in aula, seminari e materiale audio/video, lo studente apprende le nozioni principali della scienza dei materiali e relative tecnologie di produzione e acquisisce la capacità di risolvere semplici problemi inerenti proprietà meccaniche, diagrammi di stato e diffusione. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Tramite le esercitazioni in classe, lo studente è in grado di applicare le conoscenze acquisite per la progettazione di un trattamento termico, il dimensionamento di strutture semplici e le conseguenze di un riscaldamento/raffreddamento di sistemi complessi Autonomia di giudizio: Attraverso la presentazione di differenti interpretazioni per il medesimo fenomeno, lo studente è portato a sviluppare autonomia di giudizio; la somministrazione di esercizi con risultati impossibili o con infinite soluzioni rafforzano la capacità di sviluppare giudizio critico. Abilità comunicative: partecipazione diretta alle esercitazioni, in cui lo studente deve comunicare il risultato del proprio lavoro individuale Capacità di apprendimento: le attività descritte consentono allo studente di acquisire gli strumenti metodologici per proseguire gli studi e per potere approfondire autonomamente le tematiche di interesse.

Testi

Testi consigliati:
- J. F. Shackelford , Scienza e ingegneria dei materiali, Ed. Pearson, Prentice Hall
- Dispense del docente
- W.F. Smith, Scienza e Tecnologia dei Materiali, Ed. McGraw-Hill
- M.F. Ashby - Materials Selection in Mechanical Design".- Butterworth & Heinemann.
- W. Nicodemi - Metallurgia: principi generali - Zanichelli
- W. Nicodemi - Acciai e leghe non ferrose - Zanichelli

Docenti

Paolo VERONESI
Roberto GIOVANARDI