ID:
76938
Tipo Insegnamento:
Opzionale
Durata (ore):
60
CFU:
6
SSD:
METALLURGIA
Url:
INGEGNERIA MECCANICA/Percorso Comune Anno: 2
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (19/09/2024 - 17/12/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Scopo del corso di insegnamento è quello di approfondire aspetti legati alla correlazione tra processo di produzione e conseguenti caratteristiche microstrutturali e meccaniche di componenti metallici per impieghi strutturali. Nel caso specifico della fonderia, lo studente apprenderà come le operazioni di trattamento della lega liquida, i parametri di processo, modalità di solidificazione e trattamenti termici possano assumere un ruolo determinante ai fini dell’ottenimento di componenti meccanici di qualità. Analoghi aspetti verranno approfonditi anche per processi di deformazione plastica e di manifattura additiva (Additive Manufacturing) per materiali metallici. Inoltre, lo studente sarà in grado di comprendere come nelle saldature autogene di leghe ferrose i parametri di processo e le caratteristiche del materiale base possano influenzare la qualità microstrutturale dei giunti stessi. Durante il corso lo studente acquisirà anche le competenze fondamentali relative alle principali tecniche di indagine micrografica (ottica ed elettronica), strumenti utili ai fini del controllo qualità di componenti meccanici attraverso analisi microstrutturali.
Con riferimento all’innovazione di prodotto, in relazione ai principali processi di fonderia, di deformazione plastica e di manifattura additiva, lo studente acquisirà sensibilità nella scelta del processo in relazione al tipo di prodotto oltre che alle proprietà microstrutturali e meccaniche attese nel componente stesso. In questo contesto, si introdurranno anche i concetti base relativi ai materiali funzionali, quali le leghe a memoria di forma (SMAs), che in virtù delle loro intrinseche proprietà metallurgiche possono rendere possibili strategie di progettazione innovative nella realizzazione di sensori e attuatori. Lo studente sarà in grado di riconoscere le principali caratteristiche microstrutturali, compresi imperfezioni e difetti indotti dai processi stessi; inoltre, acquisirà le abilità necessarie per poter attuare le opportune azioni di miglioramento al fine di attenuare la difettosità e migliorare la qualità generale del manufatto in relazione alle caratteristiche meccaniche attese.
Con riferimento all’innovazione di prodotto, in relazione ai principali processi di fonderia, di deformazione plastica e di manifattura additiva, lo studente acquisirà sensibilità nella scelta del processo in relazione al tipo di prodotto oltre che alle proprietà microstrutturali e meccaniche attese nel componente stesso. In questo contesto, si introdurranno anche i concetti base relativi ai materiali funzionali, quali le leghe a memoria di forma (SMAs), che in virtù delle loro intrinseche proprietà metallurgiche possono rendere possibili strategie di progettazione innovative nella realizzazione di sensori e attuatori. Lo studente sarà in grado di riconoscere le principali caratteristiche microstrutturali, compresi imperfezioni e difetti indotti dai processi stessi; inoltre, acquisirà le abilità necessarie per poter attuare le opportune azioni di miglioramento al fine di attenuare la difettosità e migliorare la qualità generale del manufatto in relazione alle caratteristiche meccaniche attese.
Prerequisiti
Lo studente deve possedere le conoscenze base della metallurgia oltre che delle principali caratteristiche di leghe ferrose e non ferrose per impieghi strutturali utilizzate in ambito ingegneristico.
Metodi didattici
Lezioni frontali su tutti gli argomenti del corso di insegnamento.
Sono previste esercitazioni mediante uso di software di simulazione.
Inoltre, ad alcune lezioni interverranno assieme al docente anche ricercatori o tecnici aziendali specializzati per approfondimenti dedicati e verranno organizzate visite aziendali presso fonderie e/o impianti siderurgici.
Sono previste esercitazioni mediante uso di software di simulazione.
Inoltre, ad alcune lezioni interverranno assieme al docente anche ricercatori o tecnici aziendali specializzati per approfondimenti dedicati e verranno organizzate visite aziendali presso fonderie e/o impianti siderurgici.
Verifica Apprendimento
La verifica dell’apprendimento è orale e consiste in un colloquio sulle tematiche trattate nel percorso di insegnamento.
Durante il colloquio di valutazione il docente prenderà in considerazione i seguenti aspetti:
- conoscenza di dettaglio degli argomenti;
- capacità di sintesi e di focalizzazione sui temi di discussione proposti;
- conoscenza del linguaggio tecnico specifico;
- abilità acquisita dallo studente di affrontare in modo critico e costruttivo la risoluzione di eventuali problematiche ingegneristiche strettamente correlate a processo-microstruttura-proprietà e simulate durante la verifica stessa dell’apprendimento.
Si richiederà inoltre di presentare e discutere all’esame una breve relazione relativa alla esercitazione pratica effettuata in aula con software DEFORM. L’esito della discussione sulla relazione potrà comportare un bonus fino a n. 2 punti sul voto finale.
Il voto finale della prova sarà formulato sulla base della verifica del livello di raggiungimento degli obiettivi formativi previsti dall’insegnamento.
Durante il colloquio di valutazione il docente prenderà in considerazione i seguenti aspetti:
- conoscenza di dettaglio degli argomenti;
- capacità di sintesi e di focalizzazione sui temi di discussione proposti;
- conoscenza del linguaggio tecnico specifico;
- abilità acquisita dallo studente di affrontare in modo critico e costruttivo la risoluzione di eventuali problematiche ingegneristiche strettamente correlate a processo-microstruttura-proprietà e simulate durante la verifica stessa dell’apprendimento.
Si richiederà inoltre di presentare e discutere all’esame una breve relazione relativa alla esercitazione pratica effettuata in aula con software DEFORM. L’esito della discussione sulla relazione potrà comportare un bonus fino a n. 2 punti sul voto finale.
Il voto finale della prova sarà formulato sulla base della verifica del livello di raggiungimento degli obiettivi formativi previsti dall’insegnamento.
Testi
I temi e gli argomenti affrontati nell’ambito dell’insegnamento possono essere approfonditi nei seguenti testi:
- Solidificazione, a cura di M. Baricco e R. Montanari, Ed. AIM (Associazione Italiana di Metallurgia).
- W. Nicodemi et al., Siderurgia, AIM editore.
- Manuale della difettologia nei getti pressocolati, AIM editore.
- Li Yang et al., Additive manufacturing of metals: the technology, materials, design and production, Springer.
- Istituto Italiano della Saldatura, Saldatura per fusione, Vol. 1 e Vol. 2, Hoepli Editore.
- Solidificazione, a cura di M. Baricco e R. Montanari, Ed. AIM (Associazione Italiana di Metallurgia).
- W. Nicodemi et al., Siderurgia, AIM editore.
- Manuale della difettologia nei getti pressocolati, AIM editore.
- Li Yang et al., Additive manufacturing of metals: the technology, materials, design and production, Springer.
- Istituto Italiano della Saldatura, Saldatura per fusione, Vol. 1 e Vol. 2, Hoepli Editore.
Contenuti
- Fabbricazione dell’acciaio. Materie prime, processi, prodotti e relativa qualità microstrutturale. (5 ore)
- Solidificazione. Teoria della nucleazione e dell’accrescimento, sottoraffreddamento termico e costituzionale. Microstrutture di solidificazione. Micro- e macrosegregazioni. (7,5 ore)
- Tecniche di osservazione micrografica. Microscopia ottica (OM) ed elettronica (SEM/EDS e TEM). (7,5 ore)
- Processi di trasformazione delle leghe di alluminio da fonderia e da deformazione plastica, trattamenti della lega liquida e analisi termica. Correlazione tra microstruttura, processo e proprietà meccaniche. Trattamenti termici. Imperfezioni e difetti. (15 ore)
- Leghe a memoria di forma NiTi. Effetto memoria di forma ed effetto superelastico: aspetti meccanici e microstrutturali. Strutture attive funzionali. (5 ore)
- Metallurgia della saldatura di leghe ferrose. Difetti e imperfezioni di saldatura, livelli di accettabilità. Proprietà meccaniche e caratterizzazione microstrutturale. (5 ore)
- Metal additive manufacturing. Processi e materiali. Microstruttura, trattamenti termici e proprietà meccaniche. (5 ore)
- Esercitazioni pratiche con software di simulazione DEFORM: si analizzeranno casi reali di processi di deformazione plastica di materiali metallici ai fini dell’ottimizzazione dei parametri di processi e della riduzione dei difetti metallurgici. (10 ore)
Durante le lezioni frontali si farà riferimento a numerosi casi pratici industriali.
- Solidificazione. Teoria della nucleazione e dell’accrescimento, sottoraffreddamento termico e costituzionale. Microstrutture di solidificazione. Micro- e macrosegregazioni. (7,5 ore)
- Tecniche di osservazione micrografica. Microscopia ottica (OM) ed elettronica (SEM/EDS e TEM). (7,5 ore)
- Processi di trasformazione delle leghe di alluminio da fonderia e da deformazione plastica, trattamenti della lega liquida e analisi termica. Correlazione tra microstruttura, processo e proprietà meccaniche. Trattamenti termici. Imperfezioni e difetti. (15 ore)
- Leghe a memoria di forma NiTi. Effetto memoria di forma ed effetto superelastico: aspetti meccanici e microstrutturali. Strutture attive funzionali. (5 ore)
- Metallurgia della saldatura di leghe ferrose. Difetti e imperfezioni di saldatura, livelli di accettabilità. Proprietà meccaniche e caratterizzazione microstrutturale. (5 ore)
- Metal additive manufacturing. Processi e materiali. Microstruttura, trattamenti termici e proprietà meccaniche. (5 ore)
- Esercitazioni pratiche con software di simulazione DEFORM: si analizzeranno casi reali di processi di deformazione plastica di materiali metallici ai fini dell’ottimizzazione dei parametri di processi e della riduzione dei difetti metallurgici. (10 ore)
Durante le lezioni frontali si farà riferimento a numerosi casi pratici industriali.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
INGEGNERIA MECCANICA
Laurea Magistrale
2 anni
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Persone
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