Materiali Metallici Nei Processi Produttivi E Fondamenti Di Costruzione Di Macchine 2017/2018

Il corso di propone di illustrare agli allievi le caratteristiche meccaniche, chimiche e fisiche delle principali categorie di materiali metallici. Tali caratteristiche vengono messe in relazione con le corrispondenti strutture giungendo così all’individuazione dei processi termomeccanici mediante i quali è possibile ottenere le strutture richieste. Verranno inoltre evidenziate le principali problematiche, con particolare riferimento agli aspetti metallurgici, delle situazioni critiche per i materiali metallici (frattura fragile, fatica, creep, tensocorrosione etc.).

  Obiettivi del corso

Alla fine del corso l’allievo deve aver acquisito le seguenti capacità operative:

·        Saper  indirizzare correttamente una scelta dei materiali metallici in funzione dell’impiego;

·        Saper individuare i migliori percorsi tecnologici di impiego dei materiali metallici evitando le scelte irrazionali di materiali di costo elevato senza effettivi vantaggi;

·        Saper definire in base ad un esame preliminare, le cause che hanno portato ad un cedimento di un organo meccanico;

·        Conoscere, ed in parte saper utilizzare, i principali strumenti per le verifiche delle caratteristiche strutturali di un materiale.

Programma Il corso approfondirà i seguenti argomenti: I metodi di colata delle leghe metalliche tramite processi di travaso in lingottiera oppure tramite colata continua e le proprietà che vengono indotte dopo solidificazione. Difetti indotti dalla colata e specifici sistemi di controllo del livello inclusionale. Processi di deformazione plastica delle leghe (a caldo ed a freddo) e caratteristiche indotte dagli stessi. Metodi di lavorazione per asportazione di truciolo e sistemi per agevolarli. Le principali tecniche di fonderia e le caratteristiche indotte nei pezzi. Richiamo delle basi teoriche tramite esame del diagramma di stato ferro/carbonio stabile e metastabile e formazione di vari costituenti metallografici tra cui ferrite, cementite, perlite, martensite, bainite. Influenza sui punti critici tramite la variazione della velocità di raffreddamento. Le curve di Bain per le trasformazioni isotermiche e loro modificazione indotta da raffreddamento continuo. I trattamenti termici massivi: ricottura, normalizzazione e bonifica. Con particolare riferimento alla tempra: la teoria di Grossman e le curve Jominy Le tensioni residue di tempra e l’austenite residua. I metodi di tempra attenuata. Le modificazioni indotte dal rinvenimento della martensite. I metodi di trattamento termico superficiale delle leghe ferrose e relative basi teoriche derivanti dall’esame delle trasformazioni indotte da riscaldamento rapido: il caso specifico della tempra a induzione. Le atmosfere controllate e i trattamenti di cementazione carburante e nitrurante (dopo approfondimento del diagramma di stato Ferro /Azoto). Il trattamento di Nitrurazione tradizionale e per via ionica. Il degrado delle leghe in opera: I fenomeni di usura e metodiche per migliorare la resistenza: l’impiego della nitrocarburazione ferritica comparata ai metodi sovresposti. I fenomeni di corrosione uniforme e localizzata. Difettologia e metodi di valutazione della stessa. Gli acciai d’impiego in campo strutturale. Acciai per usi specifici: per funi, da bonifica, da cementazione, da nitrurazione, per molle, per cuscinetti. Gli acciai per utensili: per lavorazioni a freddo, per lavorazioni a caldo, rapidi e rapidi da polveri. Gli acciai inossidabili: martensitici, ferritici, austenitici, duplex e indurenti per precipitazione. Acciai criogenici, acciai per valvole, acciai al manganese. Le ghise: grigie da getto, sferoidali, malleabili e speciali. Alluminio e le sue leghe: da fonderia e da deformazione plastica. Rame e le sue leghe: ottoni, bronzi (allo stagno, all’alluminio, al nichel, al berillio). Leghe di magnesio. Titanio e sue leghe. Leghe di Nichel