OBIETTIVI FORMATIVI

I' insegnamento ha l’obiettivo di approfondire caratteristiche e applicazioni di metalli non ferrosi (Al, Mg, Ti, Cu, Au, ecc…) e loro leghe di maggior interesse per il mondo industriale e applicativo. Verranno approfondite le conoscenze acquisite nel corso Metallurgia 1, in particolare per quanto riguarda gli aspetti di metallurgia fisica applicati ai materiali in esame. Tali conoscenze, unite all’approfondimento di processi di lavorazione meccanica, trattamento termico e corrosione, permetteranno la scelta critica di una vasta gamma di materiali metallici per diverse applicazioni.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Lo scopo dell’insegnamento è quello di ampliare le conoscenze sui materiali metallici approfondendo le proprietà meccaniche e fisiche dei metalli non ferrosi ponendo particolare attenzione alle leghe di maggior interesse applicativo. Insieme alle conoscenze acquisite su acciai e ghise nel corso di Metallurgia 1, lo studio dei materiali non ferrosi permetterà una maggior comprensione del comportamento dei materiali metallici in fase di lavorazione ed in condizioni di esercizio.

Al termine dell’insegnamento lo studente avrà acquisito conoscenze sui principali materiali non ferrosi dal punto di vista della produzione, lavorazione meccanica, trattamenti termici e chimici, resistenza alla corrosione ed applicazioni. Sarà inoltre in grado di riconoscere leghe specifiche e stati di fornitura mediante designazione delle diverse classi di materiali. 

Tali conoscenze permetteranno allo studente di:

• effettuare scelte di materiali metallici e stato di fornitura in fase di progettazione per soddisfare le proprietà richieste
• valutare le cause di comportamenti strutturali e tecnologici dei materiali trattati nell’insegnamento
• identificare gli effetti delle condizioni di esercizio
• proporre soluzioni per ottimizzare le proprietà meccaniche e aumentare la durata dei materiali trattati alle condizioni di esercizio
• approfondire ulteriormente le tematiche affrontate durante l’insegnamento

Visto il carattere applicativo degli argomenti trattati, tale insegnamento è particolarmente adatto alla scelta del profilo professionale “Scienziato dei Materiali: specialista nelle Tecnologie”.

PREREQUISITI

Le tematiche trattate durante l’insegnamento verranno ampiamente introdotte, tuttavia per affrontare efficacemente i contenuti lo studente dovrà aver acquisito le nozioni di base trattate nel corso di Metallurgia 1 quali diagrammi di equilibrio, trattamenti termici, metallografia, cristallografia, prove meccaniche.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento da 6 CFU prevede una ripartizione in 5 CFU di lezioni frontali, per un totale di 40 ore, più un’attività di laboratorio da 1 CFU per 13 ore.

Durante le lezioni frontali verranno esposte la teoria ed esempi pratici. All’inizio delle lezioni saranno proposti dei quiz di ripasso sulla lezione precedente mediante piattaforma Wooclap.

L’attività di laboratorio consiste nell’applicazione di trattamenti termici e meccanici su campioni di leghe non ferrose. I campioni vengono inoltre preparati per l’osservazione microstrutturale in modo da valutare gli effetti dei trattamenti applicati. Il laboratorio prevede anche delle prove di corrosione su diverse leghe per confrontarne il comportamento in possibili condizioni di esercizio.

Nella versione dell’insegnamento da 4 CFU è prevista l’erogazione mediante lezioni frontali per un totale di 32 ore.

PROGRAMMA/CONTENUTO

L’insegnamento prevede un’introduzione alle leghe di metalli non ferrosi di maggior interesse applicativo. La prima parte del programma è focalizzata sulla metallurgia fisica delle leghe non ferrose, con riferimenti ed esempi specifici sull’alluminio. In questa sezione vengono trattati i meccanismi di rafforzamento delle leghe e gli aspetti microstrutturali dei più comuni trattamenti termici, lavorazioni meccaniche oltre ai processi di saldatura. Sono inoltre introdotte le tematiche riguardanti la corrosione in soluzione, tensocorrosione, fatica-corrosione e ossidazione ad alte temperature.

La seconda parte del programma è dedicata alla trattazione specifica di diverse leghe di metalli non ferrosi tra cui alluminio, magnesio, titanio, rame e superleghe a base nichel. Per ogni lega saranno trattati i processi estrattivi, la classificazione, le principali proprietà chimiche, fisiche e meccaniche. Saranno inoltre illustrati numerosi esempi applicativi.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Le slide delle lezioni ed ulteriore materiale didattico saranno disponibili su Aulaweb. In generale gli appunti presi durante le lezioni e il materiale a disposizione su Aulaweb sono sufficienti per la preparazione dell’esame. Per ulteriori approfondimenti si consigliano i seguenti testi:

• M. Cabibbo, Leghe e Metalli Non Ferrosi, ed. Esculapio
• I. Polmear,‎ D. StJohn,‎ J.-F. Nie,‎ M. Qian, Light Alloys: Metallurgy of the Light Metals, Butterworth-Heinemann; 5th edition
• D. R. Askeland, W. J. Wright, Scienza e tecnologie dei metalli, ed. CittàStudi
• S. Barella, A. Gruttadauria, Metallurgia e Materiali non metallici, ed. Esculapio 2° edizione