a.a. 2006/07
A-ARGOMENTI DELLE 45 LEZIONI
1-6)Legame metallico: orbitale s; energia di legame; curve di Condon-Morse; il solido cristallino; reticoli di Bravais ; reticoli dei metalli, piani e direzioni reticolari; indici di Miller. Vuoti reticolari; atomi interstiziali e sostituzionali. Vacanze ; concentrazione delle vacanze con la temperatura. Diffusione; 1a e 2a legge di Fick.
7-10) Stato di equilibrio liquido-solido nel metallo puro e nella lega binaria isomorfa; segregazione del soluto; rapporto CS/CL ; regola della leva; regola delle fasi; diagrammi di stato semplici: a miscibilità completa, parziale e nulla allo stato solido. Principali composti intermetallici; carburi e azoturi.
11-14)Solidificazione in condizioni di non equilibrio di una lega binaria isomorfa: andamenti della disomogeneità compositiva. Il
sottoraffreddamento costituzionale: la disomogeneità strutturale e l’esigenza della lavorazione termoplastica. Solidificazione delle leghe eutettiche e impiego in fonderia.
15-17)Trasformazioni allo stato solido degli acciai: Diagramma di Bain TTT, spiegazione della forma a C; Diagrammi CCT: costituenti strutturali di trasformazione: perlite, bainite, martensite. Strutture di rinvenimento.
18-22 )Sollecitazione-deformazione: diagramma carico–allungamento, campo elastico, misura del modulo di Young, limite elastico; campo
plastico, incrudimento, strizione, carico massimo, duttilità, tenacità. Prove di durezza. Prove di resilienza.
23-30) Sorrimento plastico per sezioni parallele nel monocristallo, legge di Schmidt, concetto di dislocazione, moto delle dislocazioni, energia per unità di lunghezza, tensione di linea, sorgenti, dislocazione parziale di Shockley e nastri di dislocazioni, meccanismi di incrudimento, incrudibilità delle leghe cfc, interazioni elastiche tra dislocazioni, interazioni tra dislocazione e difetti puntiformi: pinning e climb.
31-32)Bordi di grano, energia interfacciale. Proprietà : diffusività, zona di precipitazione; crescita dei grani; repulsione per le dislocazioni; legge di Hall-Petch , componente dell’attrito interno; snervamento a caduta di carico e linee di Luders.
33-36)Altri metodi di rafforzamento: Soluzione solida; Incrudimento: formula di Nadai-Ludwig; rafforzamento per dispersione, meccanismo di
Orowan; rafforzamento per precipitazione coerente, meccanismo del cutting; combinazioni di diversi meccanismi.
37-38)Fenomeni di riordino: riassetto, ricristallizzazione, crescita dei grani.
40-41)Scorrimento a caldo: meccanismi e formule, Mappe di Ashby, Dati di creep, Formula di Manson-Haferd e di Larson-Miller.
42-43) Formabililità delle lamiere. Tenacità: criterio energetico, criterio del Fattore di intensità degli sforzi K, Tenacità alla frattura KIc
44-45) Fatica nei metalli: Ciclo di fatica, curve di Wolher, limite di fatica, innesco di fatica, avanzamento stabile della cricca e legge di Paris, fenomeni di microplasticità, curva ciclica, aspetto della frattura di fatica, precauzioni.
B - ARGOMENTI DELLE 13 ORE DI ESERCITAZIONI
1-4)Diagrammi di stato di interesse metallurgico: Diagramma Fe-C : acciai ipo- e iper eutettoidici; trasformazione di equilibrio,
austenite, ferrite, perlite, cementite; ghise. Diagrammi Fe-N, Fe-Ni, Fe-Cr, Cu-Ni, Cu-Zn, Cu-Sn, Cu-Al, Al-Mg, Al-Si, Al-Ni, Ti-V, Ti-Al.
5-6)Valori delle proprietà meccaniche delle principali leghe strutturali.
7-8)Classificazione e Designazione degli acciai. Esercizi di preparazione al primo esonero.
9-10)Esempi di applicazioni e strutture. Acciai di uso generale, acciai speciali.
11-13) Classificazione delle ghise. Forma e distribuzione della grafite. Classificazione delle leghe non ferrose. Esempi di applicazione e strutture per leghe di Al, Cu, Ni e Ti. Preparazione all’esame.
C - ARGOMENTI DELLE 4 ORE DI LABORATORIO
Caratterizzazione di leghe strutturali :Analisi compositiva. Esame metallografico: microscopia ottica ed elettronica al SEM.
Principali prove meccaniche: Normativa delle Prove meccaniche ,Trazione-compressione, Durezza, Resilienza, Fatica, Usura
Riconoscimento delle principali strutture metallografiche. Aspetti delle fratture: duttile, clivaggio, intergranulare, fatica, tensocorrosione.
D - TESTIMONIANZE E VISITE AZIENDALI
Seminario integrativo (2 ORE)su una classe di leghe