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). Verranno esaminate le proprietà fisiche, meccaniche e le caratteristiche applicative dei materiali metallici e usualmente impiegati nella tecnologia e verranno fornite le basi del calcolo delle sollecitazioni applicate in campo elastico.

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, di rame e di titanio. Processi di produzione degli acciai. 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.

Nozioni base di analisi matematica (nozione di derivata e integrale) e fisica

Chimica (10 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). Chimica applicata (10 ore): Stato solido: solidi amorfi e cristallini. Reticolo cristallino e cella elementare. Solidi ionici, covalenti, metallici. Diagrammi di stato. Metallurgia (40 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, delle leghe di rame e delle leghe di titanio. 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.

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.

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

Dispense; Libro di testo;

Modalità di esame: Prova scritta (in aula);

Exam: Written test;

... L'esame intende accertare il raggiungimento dei "Risultati di apprendimento attesi" dichiarati sopra e si suddivide in due parti (Materiali e Meccanica dei materiali). Per la parte sui Materiali l’esame avrà una durata di circa 15 minuti e sarà costituito da 10 domande a risposta multipla di cui solo una corretta su tutti gli argomenti trattati durante l’insegnamento. Per ogni risposta corretta saranno assegnati tre punti. L'assenza di risposta non comporta penalizzazioni. Per ogni risposta errata verranno sottratti 0.6 punti (voto massimo 30). Le domande saranno presentate su fogli forniti dal docente. Per la parte riguardante la Meccanica dei materiali, a seguire verrà proposta una domanda a risposta aperta, a cui si deve rispondere in 20 minuti su un foglio fornito dal docente. La risposta sarà valutata con un punteggio da 0 a 10. Il voto finale è calcolato come somma dei due risultati (massimo 40) moltiplicata per 3/4. Nella prova d’esame non è consentito l’uso di materiale didattico e fogli di carta non forniti dal docente.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.