METALLURGY

Anno accademico 2023/2024 - Docente: FABIO GIUDICE

Risultati di apprendimento attesi

Obiettivo del corso consiste nel 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. Il percorso formativo si prefigge in ultimo di mettere lo studente nelle condizioni di comprendere l’origine delle proprietà dei materiali, 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 sostenibilità ambientale delle soluzioni scelte.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni teoriche, integrate da esercizi e esempi applicativi.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Il materiale didattico è costituito dalle slide delle lezioni e da documentazione aggiuntiva (studium.unict.it).

Prerequisiti richiesti

Conoscenze di Fisica e Chimica (Importante)

Nozioni di base sul comportamento meccanico dei materiali (Utile)

Frequenza lezioni

Obbligatoria

Contenuti del corso

Metallurgia di Processo

Materie prime e trattamenti preliminari

Metallurgia estrattiva

Metallurgia Fisica

Struttura dei metalli, difetti reticolari, deformazione plastica

Soluzioni solide

Fenomeni di diffusione

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 della manifattura additiva

Materiali e Sostenibilità Ambientale

Analisi del ciclo di vita dei materiali

Impatto ambientale della metallurgia estrattiva

Caratterizzazione ambientale e riciclo dei materiali metallici

Testi di riferimento

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, 1918 (testo di riferimento)

4 - M.F. Ashby, Materials and the Environment, Butterworth-Heinemann, 2013 (testo di approfondimento)

Testi consultabili in italiano

W. Nicodemi, Metallurgia, Zanichelli, 2007

A. Sili, Metallurgia, Associazione Italiana di Metallurgia, 2017

Programmazione del corso

	Argomenti	Riferimenti testi
1	Materie prime e trattamenti preliminari	2 e appunti
2	Metallurgia estrattiva	2 e appunti
3	Struttura dei metalli, difetti reticolari, deformazione plastica	1-2
4	Soluzioni solide	1-2
5	Fenomeni di diffusione allo stato solido	1-2
6	Trasformazioni di fase, nucleazione, solidificazione	1-2
7	Trasformazioni in fase solida, ricristallizzazione, precipitazione	1-2
8	Sistema Fe-C e trattamenti termici degli acciai	1
9	Elementi di lega e effetti	1-2
10	Tipologie e proprietà degli acciai e delle ghise	1-2
11	Metalli e leghe non ferrose	1-2
12	Caratterizzazione e analisi dei materiali metallici	1 e appunti
13	Frattura, fatica, scorrimento viscoso	1
14	Corrosione dei materiali metallici	1-3
15	Fenomeni di danneggiamento da idrogeno	3
16	Problematiche metallurgiche nella manifattura additiva	Appunti
17	Analisi del ciclo di vita dei materiali	4 e appunti
18	Impatto ambientale della metallurgia estrattiva	Appunti
19	Caratterizzazione ambientale e riciclo dei materiali metallici	4 e appunti

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

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. Tali verifiche 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.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio al fine di programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. In tal caso, si consiglia rivolgersi al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del Dipartimento di afferenza del Corso di Laurea.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

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

Corso di laurea magistrale in

Chemical Engineering for Industrial Sustainability (LM-22)