PRESENTAZIONE

I materiali metallici, parte integrante della vita di ogni giorno, sono il risultato di millenni di sviluppo e di evoluzione delle conoscenze e delle tecnologie. I settori toccati vanno quindi dall'archeologia all'ingegneria, passando per la chimica e la scienza dei materiali. Per questo motivo l'insegnamento si compone di una breve introduzione alla storia della metallurgia "come siamo arrivati qui" per arrivare alla siderurgia moderna con una visione sugli acciai al carbonio e sull'impatto dei trattamenti termici, meccanici e chimici nel condizionarne le proprietà salienti. Il corso contribuisce a comprendere le attività di ricerca e le prospettive di lavoro nell’ambito della metallurgia, con esempi e casi di studio che offrono una visione concreta delle applicazioni pratiche. 

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Acquisire i concetti base della metallurgia e dei processi di produzione e lavorazione dei materiali metallici. Conoscenza dei principi per selezionare e fabbricare materiali metallici in relazione al loro differente impiego industriale. Conoscenza delle principali tecniche di indagine metallografica. Abilità nel riconoscere le microstrutture di acciai e leghe metalliche nei vari stadi di produzione e trasformazione industriale e di collegarle alle proprietà in esercizio.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Questo insegnamento si propone di fornire agli studenti strumenti per comprendere la natura dei metalli e delle leghe, sia da un punto di vista microscopico sia da un punto di vista macroscopico, al fine di poterne valutare l’applicabilità pratica. Gli studenti sono guidati nell’acquisire la capacità di correlare le proprietà intrinseche del legame metallico con le caratteristiche principali dei metalli e delle loro leghe, in modo da poter, in seguito, collegare la storia termomeccanica del materiale alle sue proprietà meccaniche e, entrambe, alla microstruttura. I risultati di apprendimento consistono nel comprendere e prevedere l'impatto della storia termomeccanica, correlata alla produzione o alle vicende d'uso, sulla microstruttura di un acciaio al carbonio e di una ghisa e, di conseguenza, individuare la correlazione con le proprietà meccaniche risultanti.

Al termine dell’insegnamento, lo studente avrà gli strumenti per ragionare in modo strutturato e con senso critico sull’approccio scientifico attivo allo studio e all’uso dei materiali metallici nella pratica industriale.

Lo studente a fine insegnamento, grazie all’acquisita consapevolezza sullo sviluppo delle tecniche e del sapere applicato oltre che della cultura materiale, saprà: 

• spiegare la natura della struttura cristallina (livello atomico), della microstruttura (livello cristallino) di metalli e leghe e delle relative proprietà macroscopiche risultanti, siano esse chimiche, fisiche o tecnologiche;
• comprendere la natura e la rispettiva differenza tra le strutture in base al fatto che siano di equilibrio o fuori equilibrio, collegando questo concetto alle tecniche comuni di produzione e ai processi di trasformazione di metalli e leghe attraverso i trattamenti termici, meccanici e combinati;
• conoscere le principali proprietà meccaniche (resistenza a trazione, durezza, scorrimento viscoso a caldo, fatica, resilienza);
• conoscere le principali tecniche di caratterizzazione di campioni metallurgici (es. preparazione dei campioni, microscopia ottica, microscopia elettronica)
• correlare le conoscenze acquisite al comportamento in esercizio o ai vari stadi di produzione e trasformazione industriale.

Gli studenti con un numero di CFU previsto dal loro corso di studi inferiore a 8 avranno la formazione teorica completa, priva della parte pratica di laboratorio.

Per cui, in base ai CFU:

• 6 CFU: dall'introduzione della metallurgia alle prove meccaniche; sono esclusi gli argomenti riguardandi la preparazione dei campioni e l'attacco metallografico. Gli obiettivi formativi raggiunti forniscono competenze per la comprensione delle proprietà meccaniche, delle micrsotrutture, dell'impatto dei trattamenti termici
• 7 CFU: solo parte teorica; non viene erogata la parte pratica di laboratorio. Gli obiettivi formativi raggiunti sono completi per la parte teorica e permettono di comprendere la correlazione tra le principali tecniche di caratterizzazione dei materiali metallici con la storia termomeccanica e le proprietà tecnologiche e meccaniche.
• 8 CFU: formazione completa con esperienza pratica di laboratorio. Gli obiettivi formativi raggiunti permettono di pianificare esperimenti e attività pratiche che correlino i dati metallografici e meccanici provenienti da campioni in acciaio al carbonio o in ghisa con diverse storie termomeccaniche.

PREREQUISITI

Si considera un vantaggio per lo studente avere conoscenze di chimica inorganica e, in particolare, basi sui diagrammi di stato delle leghe binarie e sui reticoli cristallini. Ciononostante, l'insegnamento è aperto a tutti ed è strutturato per offrire l'opportunità di apprendere anche a chi ha una base minima di conoscenze chimiche.

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento si svolge per un totale di 48 ore (6 CFU) in aula con didattica frontale. Ogni lezione è arricchita da esempi pratici e applicativi tratti dall’esperienza sul campo e dalle attività di ricerca.

Per gli studenti con 7 CFU previsti dal loro piano di studi, sono previste 13 ore di insegnamento teorico-pratico in laboratorio con i docenti titolari, coadiuvati da tutor di laboratorio.Gli studenti sono suddivisi in gruppi di 4 o 5 persone in modo da potersi alternare nelle varie attività. L’organizzazione e le date di svolgimento delle attività di laboratorio saranno comunicate direttamente dai docenti all’inizio delle lezioni.

Per gli studenti con 8 CFU previsti dal loro piano di studi, si pianificano 26 ore di insegnamento teorico-pratico in laboratorio, con i docenti titolari coadiuvati da tutor di laboratorio.Gli studenti sono suddivisi in gruppi di 4 o 5 persone in modo da potersi alternare nelle varie attività. L’organizzazione e le date di svolgimento delle attività di laboratorio saranno comunicate direttamente dai docenti all’inizio delle lezioni.

Per i suddetti studenti (7 CFU e 8 CFU), la frequenza alle lezioni di laboratorio è obbligatoria, come previsto dal Regolamento didattico.

Gli studenti iscritti a 6 CFU vedono l’insegnamento completarsi con la parte in aula.

Strumenti compensativi e misure dispensative Disabilità/Invalidità/Disturbo Specifico dell'Apprendimento

Le misure dispensative e gli strumenti compensativi servono a mettere gli studenti in condizione di raggiungere gli stessi obiettivi di apprendimento dei compagni di studio, non a facilitare l'esame.

L’utilizzo di strumenti compensativi e l’applicazione di misure dispensative devono essere preventivamente autorizzati dal Docente titolare dell'insegnamento in accordo con il Referente.

Per usufruire degli adattamenti in sede di esame compila il Modulo per la richiesta di adattamenti; la richiesta verrà inviata automaticamente dal sistema al docente titolare dell’insegnamento, al Referente della tua Scuola/Area/Dipartimento e in copia conoscenza al Settore; inoltre anche tu riceverai copia della richiesta inviata tramite e-mail.

Gli adattamenti di cui gli studenti possono usufruire sono i seguenti:

• Tempo aggiuntivo (+30% DSA)
• Tempo aggiuntivo (+50% disabilità/invalidità)
• Tempo aggiuntivo durante le prove orali per organizzare la risposta
• Calcolatrice (non sono ammesse calcolatrici programmabili e grafiche)
• Mappe concettuali
• Tabelle e/o Formulari
• Sostenere l'esame in forma scritta
• Sostenere l'esame in forma orale
• Tutor lettore (solo per prove scritte)
• Tutor scrittore (solo per prove scritte)

La tua richiesta di adattamenti deve essere inoltrata tassativamente almeno 7 giorni lavorativi prima della data prevista per l’esame.

Ulteriori informazioni al link: Servizi per studentesse e studenti con disabilità o con DSA | UniGe | Università di Genova

Referente per l'inclusione: Sergio Di Domizio - sergio.didomizio@unige.it

PROGRAMMA/CONTENUTO

Metallurgia generale

Definizione di metallo, legame metallico, reticolo, difetti reticolari, elemento di lega, formazione di una lega. Correlazione tra le principali proprietà dei metalli e delle leghe e il legame metallico e lo stato reticolare cristallino. Definizione di soluzione solida, di fase e di composto intermetallico, di trasformazione eutettica e peritettica. Passaggio fuso-solido per un metallo puro e per una lega. Segregazione primaria (microsegragazione), macrosegregazione e macrodifettosità di un fuso. Solidificazione in lingottiera e distinzione delle zone: microcristallina, transcristallina ed equiassica.

Caratterizzazione dei materiali metallici

Caratterizzazione metallografica ottica ed elettronica: Attacchi primari per gli acciai: Tiografia (impronta Bauman), Oberhoffer, Le Chatelier. Attacchi secondari: Nital, Picral.

Caratterizzazione delle proprietà meccaniche: durezza, trazione, scorrimento viscoso a caldo, fatica, resilienza.

Strutture di equilibrio e fuori equilibrio

Il diagramma Fe-C: distinzione tra acciai e ghise, individuazione dei punti critici e delle trasformazioni del ferro e delle sue leghe. Acciai all’equilibrio. Ghise bianche. Ghise grige. Introduzione alle curve ad S (curve di Bain, curve TTT) e alle curve CCC. Trattamenti termici dell’acciaio in campo gamma: ricottura di addolcimento, ricottura isotermica, normalizzazione, tempra. Trattamenti termici dell’acciaio in campo alfa: rinvenimento di un acciaio temprato (bonifica) e definizione della temprabilità (provino Jominy), distensione e ricristallizzazione. Trattamenti termici superficiali (tempra superficiale). Trattamenti termochimici superficiali: carbocementazione, nitrurazione.

Programma per gli studenti che utilizzano l'insegnamento per 7 cfu

Attività pratiche di: applicazione di trattamenti termici su campioni di acciaio al carbonio, misure di durezza su campioni trattati,

Programma per gli studenti che utilizzano l'insegnamento per 8 cfu

Oltre a quanto sopra, preparazione metallografica e caratterizzazione mediante microscopio ottico metallografico, con cenni di analisi d’immagine. Riconoscimento delle microstrutture osservate al microscopio. Dimostrazione dell'uso della microscopia elettronica e della pratica della colata in sabbia.

Gli studenti che utilizzano l'insegnamento per 6 e 7 cfu non hanno accesso alle attività di laboratorio

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Tutte le slides utilizzate durante le lezioni e altro materiale didattico saranno disponibili su aul@web. In generale, gli appunti presi durante le lezioni e il materiale su aul@web non sono sufficienti per la preparazione dell'esame si consiglia di consultare almeno uno dei seguenti testi:

S. Barella e A. Gruttadauria, Metallurgia e Materiali non metallici, teoria ed esercizi svolti, Soc. Ed. Esculapio, 2022

D.R. Askeland & W. J. Wright, Scienza e tecnologia dei metalli, Città Studi Edizioni, 2022

A. Cigada, T. Pastore, Struttura e proprietà dei materiali metallici, McGraw-Hill,

W. Nicodemi, Metallurgia, Zanichelli

R. E. Smallman and A. H.W. Ngan, Physical Metallurgy and Advanced Materials, Butterworth-Heinemann, 2007

In caso lo studente trovi individualmente dei testi alternativi si consiglia di parlarne con i docenti

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Dal 21 settembre 2026

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame è orale.

La prova si articola in 3 domande, una per ciascun macroargomento (metallurgia generale, caratterizzazione dei materiali, strutture di equilibrio e di fuori equilibrio con relativi trattamenti termici). Ciascuna risposta viene valutata da 0 a 10 punti.

Il voto finale è pari alla somma dei punti ottenuti dalle risposte.

Gli studenti con un certificato valido di disabilità fisica o cognitiva dell'apprendimento registrato presso UniGe e che desiderano discutere modalità specifiche di accesso e di esame devono parlare con il docente e con il professor Sergio Di Domizio (sergio.didomizio@unige.it), delegato dipartimentale per la disabilità.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Lo scopo dell'esame è verificare le conoscenze acquisite sui concetti di base del corso e la capacità di collegarli in modo logico per descrivere la correlazione tra aspetti microstrutturali e le proprietà macroscopiche dei materiali metallici.

La proprietà di linguaggio e la coerenza nel ragionamento sono tenute in grande considerazione nella valutazione, attribuendo particolare rilievo alla capacità di fare collegamenti.

Le domande sono poste in modo da consentire un’esposizione articolata su un argomento specifico. Le domande poste sono tre e ciascuna verte su una delle tre sezioni che caratterizzano l’insegnamento, lasciando spazio per sviluppare il ragionamento. Si valuta la comprensione della materia e la capacità di applicarla nell’ambito pratico del lavoro e della ricerca. 

ALTRE INFORMAZIONI

L’insegnamento è propedeutico agli insegnamenti di Advanced Metallurgy (laurea magistrale in Advanced Materials Science and Technology, ex laurea magistrale in Scienza dei Materiali) e di Metalli non Ferrosi. Per approfondimenti sull’aspetto storico e sulle applicazioni nel campo dei beni culturali, questo insegnamento può essere integrato con Metallurgia per i beni culturali della Laurea Magistrale in Metodologie per la Conservazione e il Restauro dei Beni Culturali.

L’insegnamento viene aggiornato ogni anno in base alle innovazioni del settore metallurgico, all’evoluzione delle ricerche a livello globale e alle istanze sollevate dagli studenti, attraverso la raccolta dei questionari di fine semestre.