METALLURGY

Conoscenza e comprensione

Il corso si prefigge di fornire le conoscenze sui fenomeni basilari della metallurgia, per comprendere le proprietà e il comportamento delle leghe ferrose e non ferrose, e gli effetti dei principali trattamenti tecnologici, anche in relazione a diverse tipologie di condizioni di utilizzo, con particolare riferimento ai principali fenomeni di deterioramento delle leghe metalliche in esercizio. Tali conoscenze saranno completate introducendo le problematiche legate all’impatto ambientale della produzione, dell’utilizzo, e della dismissione dei materiali metallici.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

A conclusione del percorso formativo lo studente sarà nelle condizioni di comprendere l’origine delle proprietà dei materiali metallici, orientarsi nella scelta del materiale più appropriato per la specifica applicazione, definendo il trattamento più idoneo per migliorarne le proprietà in funzione delle condizioni di utilizzo, e operando delle valutazioni in termini di durabilità e sostenibilità delle soluzioni scelte.

L’insegnamento verrà erogato in lingua inglese. Esso consiste in lezioni frontali teoriche, finalizzate all’acquisizione delle conoscenze previste dal corso, integrate da esercizi e analisi di casi studio, per lo sviluppo delle competenze applicative.

Conoscenze di Fisica e Chimica (importanti)

Nozioni di base sul comportamento meccanico dei materiali (utili)

Metallurgia di Processo

• Materie prime e trattamenti preliminari
• Metallurgia estrattiva
• Processi di conversione e raffinazione

Metallurgia Fisica

• Struttura dei metalli, difetti reticolari, deformazione plastica
• Soluzioni solide e fenomeni di diffusione allo stato solido
• Trasformazioni di fase, nucleazione, solidificazione
• Trasformazioni in fase solida, ricristallizzazione, precipitazione

Leghe Metalliche Ferrose e Non Ferrose

• Sistema Fe-C e trattamenti termici degli acciai
• Elementi di lega e effetti
• Tipologie e proprietà degli acciai e delle ghise
• Metalli e leghe non ferrose

Metallurgia Applicata

• Caratterizzazione e analisi dei materiali metallici
• Frattura, fatica, scorrimento viscoso
• Corrosione dei materiali metallici
• Fenomeni di danneggiamento da idrogeno
• Problematiche metallurgiche nella manifattura additiva

Materiali e Sostenibilità Ambientale

• Ciclo di vita dei materiali e sostenibilità
• Impatto ambientale nella metallurgia di processo
• Caratterizzazione ambientale e riciclo dei materiali metallici

1. F.C. Campbell, Elements of Metallurgy and Engineering Alloys, ASM International, 2007 (testo di riferimento)
2. A. Sili, Metallurgy, Associazione Italiana di Metallurgia, 2022 (testo di approfondimento)
3. P. Pedeferri, Corrosion Science and Engineering, Springer, 2018 (testo di riferimento)
4. M.F. Ashby, Materials and the Environment, Butterworth-Heinemann, 2020 (testo di approfondimento)

Testi consultabili in italiano

• W. Nicodemi, Metallurgia, Zanichelli, 2007
• A. Sili, Metallurgia, Associazione Italiana di Metallurgia, 2017

Ulteriore materiale didattico è costituito dalle slide delle lezioni (che saranno rese disponibili dal docente sul sito web studium.unict.it).

Prova orale conclusiva. Elementi di valutazione: pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate, qualità dei contenuti, capacità di collegamento con altri temi oggetto del programma, capacità di riportare esempi, proprietà di linguaggio tecnico e capacità espressiva complessiva dello studente.

Durante lo svolgimento del corso sono previste verifiche in itinere, mediante colloqui individuali su parti del corso prestabilite dal docente, che in caso di esito positivo delle verifiche verranno escluse dalla prova orale conclusiva. Tali verifiche in itinere sono facoltative. La mancata partecipazione non preclude l'accesso alla prova orale conclusiva, né va a detrimento dell'esito finale della stessa.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

• Definire le principali tipologie di difetti nei reticoli cristallini
• Descrivere meccanismi e leggi della diffusione nei solidi cristallini
• Interpretare il diagramma Fe-C descrivendo e quantificando le fasi e i costituenti strutturali
• Descrivere i principali trattamenti termici di interesse applicativo per gli acciai, e i loro effetti
• Definire le fasi che caratterizzano il fenomeno del creep e i corrispondenti meccanismi microstrutturali
• Descrivere le principali tipologie dei fenomeni corrosivi