91918 - MATERIALI METALLICI PER L'INDUSTRIA

insegnamento

ID:

91918

Tipo Insegnamento:

Opzionale

Durata (ore):

36

CFU:

SSD:

METALLURGIA

Url:

Dettaglio Insegnamento:

SCIENZE CHIMICHE/PERCORSO COMUNE Anno: 1

Anno:

2025

Periodo di attività

Primo Semestre (01/10/2025 - 14/01/2026)

Obiettivi Formativi

Il corso si propone di fornire allo studente le conoscenze fondamentali relative alle principali classi di materiali metallici per l’industria, focalizzando l’attenzione sulle loro proprietà in relazione al processo produttivo e all’applicazione per cui sono destinati. Le tematiche saranno incentrate sui concetti di metallurgia fisica: nozioni relative alla struttura cristallina dei metalli e delle leghe, meccanismi di rafforzamento, processi di solidificazione, diagrammi di stato di interesse metallurgico. Con riferimento agli aspetti della pratica industriale, il corso verterà sulla trattazione dei metalli applicati nell’industria chimica, ovvero acciai da costruzione di uso generale, acciai speciali da costruzione e acciai inossidabili. Una parte del corso sarà inoltre dedicata alla descrizione dei principali trattamenti termochimici e di conversione superficiale degli acciai, e all’approfondimento dei principi della galvanica e della deposizione chimica dei metalli. A tale riguardo, verrà fatto particolare riferimento a zincatura, nichelatura, cromatura, e agli aspetti normativi e ambientali legati all’industrializzazione di tali processi. Lo studente acquisirà le nozioni teoriche fornite durante le lezioni frontali e maturerà le competenze necessarie per approcciare le problematiche industriali nel contesto reale con il fine ultimo di operare la corretta scelta del materiale metallico in ambito chimico. Al termine del corso, lo studente dovrà saper trasmettere, con linguaggio formalmente coretto, gli argomenti illustrati e dovrà saper stabilire i collegamenti tra aspetti teorici e applicazioni pratiche relative alle leghe metalliche di interesse nell’industria chimica.

Prerequisiti

Conoscenze di base relative alla scienza dei materiali.

Metodi didattici

Il corso prevede lezioni registrate in modalità asincrona e focus-group funzionali al supporto nell’apprendimento.

Verifica Apprendimento

La verifica dell’apprendimento avverrà attraverso un esame orale che verterà sugli argomenti trattati. Verrà valutata la capacità dello studente di collegare ed elaborare in maniera critica i diversi aspetti affrontati durante il corso, esprimendo i concetti in modo formalmente corretto e stabilendo un collegamento tra nozioni teoriche e aspetti pratici.

Testi

Appunti delle lezioni e dispense. Testi di consultazione e approfondimento: - B.L. Bramfitt e A.O. Benscoter, Metallographer's guide – Practices and procedures for irons and steels, ASM International. - H. Colpaert, Metallography of steels, ASM International. - W.D. Callister and D.G. Rethwisch, Materials science and engineering, John Wiley & Sons Inc. - E. Bertorelle, Trattato di galvanotecnica, Hoepli.

Contenuti

Lezioni frontali sui seguenti argomenti: - Elementi di metallurgia fisica: struttura cristallina dei metalli e delle leghe. Cristalli reali: imperfezioni delle strutture cristalline e cenni di teoria delle dislocazioni. Leghe metalliche: soluzioni solide sostituzionali e interstiziali. - Meccanismi di rinforzo dei materiali metallici: alligazione, incrudimento, affinamento del grano, precipitazione e dispersione. - Processi di solidificazione dei metalli puri e delle leghe: nucleazione ed accrescimento. Solidificazione dei lingotti e microstrutture di solidificazione. Difetti di solidificazione. - Diagrammi di stato. Curve di raffreddamento, regola delle fasi e regola della leva. Diagramma con eutettico e con peritettico. - Diagramma di stato Ferro-Carbonio e diagramma metastabile Ferro-Cementite. Fasi e costituenti strutturali. Temperature critiche. Fenomeni alla solidificazione e al raffreddamento degli acciai. Microstrutture tipiche di acciai e ghise in funzione del tenore di C, nelle condizioni di validità del diagramma di equilibrio. - Diagrammi di trasformazione isoterma dell'austenite: Curve di Bain (TTT). Trasformazioni perlitiche e bainitiche. Curve di raffreddamento continuo e trasformazioni anisoterme dell'austenite (curve CCC). Trasformazioni martensitiche. - Trattamenti termici degli acciai: ricottura, normalizzazione, tempra, rinvenimento. Temprabilità e prova Jomini. - Cenni agli acciai da costruzione di uso generale e agli acciai speciali da costruzione: criteri di scelta in relazione all’applicazione. - Acciai inossidabili austenitici, ferritici, martensitici e duplex. Designazione, trattamento termico, microstruttura. Proprietà meccaniche e chimico fisiche, applicazioni. - Trattamenti termochimici degli acciai: carbocementazione, carbonitrurazione, nitrurazione, borurazione. - Trattamenti di conversione superficiale: fosfatazione, cromatazione. - Rivestimenti per via umida: introduzione alla galvanica e alla deposizione chimica dei metalli, zincatura, nichelatura, cromatura, aspetti normativi e ambientali per l’industria galvanica.