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Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici
01NKZLN
A.A. 2022/23
Lingua dell'insegnamento
Italiano
Corsi di studio
Organizzazione dell'insegnamento
| Didattica | Ore |
|---|---|
| Lezioni | 41 |
| Esercitazioni in aula | 7,5 |
| Esercitazioni in laboratorio | 1,5 |
Docenti
| Docente | Qualifica | Settore | h.Lez | h.Es | h.Lab | h.Tut | Anni incarico |
|---|
Collaboratori
Didattica
| SSD | CFU | Attivita' formative | Ambiti disciplinari |
|---|
2022/23
Il modulo si propone di fornire una cultura ingegneristica di base sui materiali metallici, con particolare enfasi sui materiali metallici maggiormente usati negli autoveicoli e sulle correlazioni esistenti tra processi produttivi, microstrutture e prestazioni del materiale.
Verranno perciò trattati i principi generali della metallurgia delle leghe ferrore (acciai e ghise) e delle leghe di alluminio, ivi incluse le fasi, le microstrutture, le trasformazioni allo stato solido, gli effetti degli elementi di lega, i trattamenti termici e termomeccanici e le proprietà conseguenti. Verranno inoltre illustrati i tipi principali di leghe metalliche di uso corrente nell'industria automobilistica, inclusi acciai, ghise e leghe di alluminio per colata e per deformazione plastica.
The module aims to provide a basic engineering culture on metallic materials, with particular emphasis on the metallic materials most used in motor vehicles and on the correlations between production processes, microstructures and performances of the material.
Therefore, the general principles of the metallurgy of ferrous alloys (steels and cast irons) and aluminum alloys will be treated, including phases, microstructures, solid-state transformations, effects of alloying elements, thermal and thermomechanical treatments, and ensuing properties. The main types of metal alloys commonly used in the automotive industry will also be described, including steels, cast irons and cast and wrought aluminum alloys.
Conoscenza dei principi generali della metallurgia delle leghe ferrose e delle leghe di alluminio. Conoscenza delle caratteristiche salienti delle leghe di maggior rilievo nella costruzione di autoveicoli.
Knowledge of the general principles of ferrous alloy metallurgy. Knowledge of the salient features of the main alloys for engineering use, and in particular of the following alloys commonly used in the construction of motor vehicles: weldable and deep-drawing steels; medium carbon steels; high carbon and special purpose steels; stainless steels; gray cast irons for mechanical applications; aluminum alloys for plastic deformation; foundry aluminum alloys; copper and its alloys, magnesium alloys, zinc alloys.
Lo studente deve possedere conoscenze di base di chimica, fisica e meccanica strutturale.
The student is required to have a basic knowledge on chemistry, physics, and strength of materials.
Elementi di siderurgia. Diagramma di stato Fe-C. Trasformazioni dell'austenite in ferrite, perlite, bainite e martensite.
Ricottura subcritica e completa; bonifica.
Transizione duttile-fragile negli acciai ferritici.
Saldatura e saldabilità degli acciai.
Acciai ferritici-perlitici ed HSLA; acciai per imbutitura profonda; acciai DP e TRIP, acciai per stampaggio a caldo di lamiere.
Bonifica ed acciai per bonifica. Acciai microlegati a medio carbonio.
Tempra superficiale ad induzione; cementazione gassosa; nitrurazione gassosa.
Acciai perlitici per fili. Acciai per cuscinetti. Acciai per utensili.
Elementi di corrosione. Acciai inossidabili austenitici e ferritici. Cenni su altri tipi di acciai inossidabili.
Leghe per alta temperatura.
Elementi di magnetismo ed acciai per usi magnetici.
Ghise sferoidali ferritiche-perlitiche ed austemperate; altri tipi di ghise.
Leghe di alluminio: caratteristiche generali e rafforzamento per precipitazione.
Leghe di alluminio per deformazione plastica: caratteristiche generali, leghe delle serie 5000 e 6000.
Leghe di alluminio per fonderia.
Altre leghe (cenni): rame, magnesio, zinco.
Elements of ironmaking and steelmaking. Fe-C phase diagram. Austenite transformations in ferrite, pearlite, bainite and martensite.
Subcritical and full annealing; tempering of martensite.
Welding and weldability of steels.
Ductile-brittle transition in ferritic steels.
Ferritic-pearlitic and HSLA steels; deep drawing steels; DP and TRIP steels, hot stamping steels.
Quenching and tempering process and steel grades. Medium carbon micro-alloyed steels.
Induction surface hardening; gas carburizing; nitriding
Pearlitic wire steels. Bearing steels. Tool steels.
Elements of corrosion.
Main types of austenitic and ferritic stainless steels. Other types of stainless steels.
High temperature alloys and valve steels.
Elements of magnetism and steels for magnetic uses.
Classification and designation of steels.
Ferritic-pearlitic and austempered spheroidal cast iron; other types of cast irons.
Aluminum alloys: general characteristics and precipitation strenghtening.
Aluminum alloys for plastic deformation: general characteristics, 5000-series and 6000-series alloys.
Cast aluminum alloys.
Copper and its alloys: electrical and thermal properties, main families, applications.
Cast and wrought magnesium alloys.
Cast zinc alloys.
Analysis methods: microscopic inclusions examination; elemental chemical analysis.
Si svolgeranno lezioni in aula ed esercitazioni in laboratorio.
Classroom lectures and laboratory exercises (metallography) will be held.
Si consiglia di usare prioritariamente le dispense fornite dal docente.
Si consigliano inoltre i seguenti testi:
- M. Boniardi, A. Casaroli, “Metallurgia degli acciai - parte prima” (o "Steel metallurgy - volume I“) (testo digitale ad accesso libero)
- F.C. Campbell, "Elements of Metallurgy and Engineering Alloys”, ASM International, 2008 (testo digitale accessibile tramite la biblioteca del Politecnico)
- W. Nicodemi, “Acciai e leghe non ferrose”, Zanichelli, 2012
- S. Barella, A. Gruttadauria, "Metallurgia e Materiali Non Metallici. Teoria ed Esercizi svolti", Esculapio, 2017
It is recommended to use the lecture notes as a priority.
The following textbooks are also recommended:
- M. Cavallini, V. Di Cocco, F. Iacoviello, "Materiali Metallici" (digital text with free access)
- M. Boniardi, A. Casaroli, "Metallurgia degli acciai - parte prima" (or "Steel metallurgy - volume I") (digital text with free access)
- F.C. Campbell, "Elements of Metallurgy and Engineering Alloys", ASM International, 2008 (digital text accessible through the library of the Polytechnic)
- W. Nicodemi, "Acciai e leghe non ferrose", Zanichelli, 2012
- S. Barella, A. Gruttadauria, "Metallurgia e Materiali Non Metallici. Teoria ed Esercizi svolti", Esculapio, 2017
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
Exam: Written test; Computer-based written test in class using POLITO platform;
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L'esame è rivolto ad accertare la conoscenza e comprensione di tutti gli argomenti trattati nell'insegnamento e delle loro interrelazioni.
Si svolgerà un esame scritto con durata di 1 ora, costituito da domande aperte su tutti gli argomenti trattati, con ugual peso. Nella prova d’esame non è consentito l’uso di materiale didattico, nè di dispositivi elettronici (ad eccezione del PC usato per accedere all'esame stesso, se richiesto). Le risposte saranno valutate sulla base della correttezza (rispetto allo stato dell'arte) e della completezza (rispetto agli argomenti trattati nel corso).
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.
Exam: Written test; Computer-based written test in class using POLITO platform;
The exam will be written, with a duration of about 1 hour, consisting of open or multiple choice questions on all the topics covered during the teaching. The use of educational material is not permitted in the exam.
The exam of the "technology of metallic materials" module must be taken simultaneously with that of the "science and technology of materials" module.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.