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PORTALE DELLA DIDATTICA

Materiali di impiego tecnologico

04BOFNL, 04BOFNM, 04BOFQR

A.A. 2019/20

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Della Produzione Industriale - Torino/Athlone
Corso di Laurea in Ingegneria Della Produzione Industriale - Torino/Barcellona
Corso di Laurea in Ingegneria Della Produzione Industriale - Torino/Nizza

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 53
Esercitazioni in aula 27
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Rosalbino Francesco Professore Associato ING-IND/21 53 6 0 0 5
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
CHIM/07
ING-IND/14
ING-IND/21
ING-IND/22
2
2
3
1
A - Di base
B - Caratterizzanti
B - Caratterizzanti
B - Caratterizzanti
Fisica e chimica
Ingegneria meccanica
Ingegneria dei materiali
Ingegneria dei materiali
2018/19
L’insegnamento si propone di fornire le nozioni fondamentali per comprendere la capacità di trasmettere sforzo da parte dei differenti materiali, collegandola con le caratteristiche dei legami chimici prevalenti nelle varie classi di materiali (metallici, polimerici, ceramici, compositi, amorfi). Verranno esaminate le proprietà meccaniche e le caratteristiche applicative dei materiali metallici e non metallici usualmente impiegati nella tecnologia e verranno fornite le basi del calcolo delle sollecitazioni applicate in campo elastico.
Aim of the course is to provide students with the basic understanding of the load carrying ability of materials, as controlled by the chemical bonds prevailing in various classes (metals, polymers, ceramics, composites, amorphous). Focus will be on mechanical characteristics and application properties of metals and non metals usual employed in technology; the stress determination in simple elastically loaded mechanical components will also be introduced.
Conoscenza di base della costituzione dell’atomo e dei legami chimici. Nozioni elementari sulle reazioni chimiche. Nozioni fondamentali concernenti le proprietà meccaniche e le caratteristiche applicative dei materiali metallici e non metallici usualmente impiegati nella tecnologia. Apprezzamento delle trasformazioni microstrutturali massive e superficiali derivanti dai trattamenti termici e termochimici di acciai, ghise e leghe di alluminio e di rame. Processi di produzione degli acciai. Conoscenza delle caratteristiche tecnologiche dei materiali ceramici. Conoscenza delle caratteristiche tecnologiche dei materiali polimerici. Conoscenze di base di materiali compositi. Capacità di leggere i diagrammi di stato, valutare le prestazioni tecnologiche di un materiale in relazione al suo utilizzo e di progettarne l’inserimento delle modifiche strutturali all’interno di un ciclo di lavorazione. Conoscenza delle basi del calcolo delle sollecitazioni in elementi semplici e delle principali modalità di cedimento. Un glossario di base sulla Tecnologia dei materiali e sulla meccanica strutturale.
The main aim is to supply the student with a robust background in materials, from atom constitution to chemical bonds, giving them also the ability to tackle with elementary chemical reactions. Fundamental knowledge of mechanical properties and application characteristics of metals and non metals usually employed in technology. Appraisal of bulk and surface transformations due to thermal and thermochemical treatments applied to steels, cast irons, aluminum and copper alloys. Steel production processes. Knowledge of technological characteristics of ceramics. Knowledge of technological characteristics of polymers. Basic knowledge of composites. Ability to understand phase diagrams. Assessment of technological performance of materials in various uses. Understanding of how to insert materials structural modifications in their fabrication cycle. Knowledge of the basis of stress determination in simple mechanical elements, as well as of main failure modes. A basic Materials Technology and Strength of Material glossary.
Nozioni base di analisi matematica (nozione di derivata e integrale) e fisica
The student is required to have basic knowledge of Calculus (derivatives and integrals) and Physics.
Chimica (20 ore): Tavola periodica degli elementi. Struttura atomica. Configurazione elettronica degli elementi. Legami chimici interatomici (ionico, covalente, metallico) e intermolecolari (forze di Van der Waals, legame a idrogeno). Cenni di chimica organica. Chimica applicata (10 ore): Stato solido: solidi amorfi e cristallini. Reticolo cristallino e cella elementare. Solidi ionici, covalenti, metallici. Diagrammi di stato. Struttura, proprietà e applicazioni dei materiali polimerici. Metallurgia (30 ore): Diagramma di stato Fe-C stabile e metastabile. Produzione e lavorazione degli acciai e delle ghise. Trattamenti termici massivi (tempra, rinvenimento, ricottura, normalizzazione) e trattamenti termochimici (nitrurazione, cementazione, nitrocarburazione). Curve di trasformazione isoterma (curve TTT) e di trasformazione in raffreddamento continuo (curve CCT). Principali classi di acciai e ghise, loro proprietà e applicazioni. Struttura, proprietà e applicazioni delle leghe di alluminio e delle leghe di rame. Meccanica dei materiali (20 ore): Basi di calcolo delle sollecitazioni: equilibrio statico dei corpi. La prova di trazione. Stato di tensione. Stato di deformazione. Tensioni equivalenti e coefficienti di sicurezza. Sollecitazioni in elementi monodimensionali semplici. Effetti di intaglio. Cenni sugli spostamenti locali. Cenni di Meccanica della frattura. Cenni di fatica ad alto numero di cicli.
Chemistry (20 hours): Periodic table of elements. Atomic structure, electronic configuration of elements. Atomic bonds: ionic, covalent, metallic; molecular bonds. Applied Chemistry (10 hours): Solid state. Phase diagrams. Overview on main classes of materials (metals, ceramics, polymers). Thermoplastic and thermosetting polymers. Main classes of plastic materials and their technological applications. Metallurgy (30 hours): Fe-C stable and metastable phase diagrams. Fabrication technology of steels and cast irons. Fundamentals of bulk heat-treatments of steels (quenching, tempering, full annealing, normalizing). Surface thermal and thermo-chemical treatments. Main classes of steels and cast irons and their technological properties. Al alloys characteristics as imparted by heat treatments. Cu alloys. Mechanical behaviour of materials (20 hours): Basic of strength of material: static equilibrium. Tensile test. State of stress, State of strain. Equivalent stress and safety factors. Stress and strain in simple one-dimensional elements. Notch factors. Elements of fracture mechanic and high cycle fatigue.
Applicazioni delle nozioni di base della chimica alle reazioni ed alle trasformazioni di fase. Alcune ore saranno dedicate alle tecniche di caratterizzazione dei materiali e ad esemplificazioni su diagrammi di stato. Temprabilità degli acciai. Esperienze di laboratorio sulle prove sui materiali.
Application of basic chemistry rules to reactions and phase transformations. A few sessions will be devoted to standard test methods on materials and to phase diagrams use Steel quenchability determination.
Saranno messe a disposizione degli studenti le slides proiettate durante le lezioni. A integrazione delle slides SI RACCOMANDA l'uso di UNO dei seguenti testi: W. Smith, J. Hashemi, “ Scienza e Tecnologia dei Materiali”, McGraw-Hill W.D. Callister, D.G. Rethwisch, “Scienza e Ingegneria dei Materiali”, EdiSES
W. Smith, J. Hashemi “ Scienza e Tecnologia dei Materiali” McGraw-Hill W.D. Callister, D.G. Rethwisch “Scienza e Ingegneria dei Materiali” EdiSES On specific issues reading material will be distributed by instructors
Modalità di esame: prova scritta; prova orale obbligatoria; elaborato scritto individuale;
Prova scritta della durata di 45 minuti, costituita da due domande a risposta aperta, volta a verificare le conoscenze minime necessarie per sostenere l’esame, seguita, di norma nello stesso giorno, da una prova orale in cui si valutano le conoscenze e competenze sia sui materiali di impiego tecnologico sia sul calcolo delle sollecitazioni. Alla prova orale possono accedere soltanto coloro che hanno ottenuto una valutazione positiva della prova scritta (18/30). Non è ammessa la consultazione di materiale didattico durante la prova scritta né durante la prova orale. La votazione massima conseguibile è 30/30.
Exam: written test; compulsory oral exam; individual essay;
45 minutes long written test, consisting of two open response questions, in order to verify the minimum knowledge required for the exam, followed, usually the same day, from an oral to assess the knowledge and skills both on materials of technological use and on the calculation of stresses. Only those who have received a positive evaluation in the written part can access to the oral interview.


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