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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2018/2019
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 086509 - TECNOLOGIE METALLURGICHE
Docente Mombelli Davide
Cfu 8.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - BV (353) INGEGNERIA MECCANICA*AZZZZ086509 - TECNOLOGIE METALLURGICHE

Obiettivi dell'insegnamento

Il corso ha l'obiettivo di fornire allo studente le conoscenze di base sulla riduzione dei minerali, la fusione, la solidificazione e la deformazione plastica dei metalli e delle leghe. I principi associati a tali argomenti verranno esposti in relazione alle tecniche produttive in cui vengono applicati: fonderia, produzione di getti speciali, tecnologie di saldatura, metodi di formatura delle leghe a caldo e a freddo. Tali conoscenze consentiranno di pervenire a un sistematico apprendimento delle conoscenze necessarie ad una corretta gestione dei processi di produzione e trattamento delle leghe metalliche.

 

 


Risultati di apprendimento attesi

A seguito del superamento dell’esame lo studente:
1) conoscerà i principali processi di produzione delle leghe metalliche di uso ingegneristico (acciaio, alluminio, rame, titanio) e le materie prime ad essi associate. Apprenderà altresì i principi per la preparazione, il caricamento e la riduzione delle stesse all'interno dei reattori chimici dedicati alla produzione delle diverse classi di materiali
2) conoscerà i principi della solidificazione e li potrà applicare ai processi di colata in lingotto, colata continua e produzione di getti da fonderia. Conoscerà altresì le tecniche, gli impianti e le modalità di gestione dei suddetti processi di colata e solidificazione
3) conoscerà i principi e le tecnologie della deformazione plastica a caldo (forgiatura, laminazione, estrusione) e a freddo (laminazione, trafilatura) e i fondamenti di ricristallizzazione ad essi associati (recovery, ricristallizzazione statica e dinamica). Apprenderà le modalità di scelta dei parametri operativi e l'effetto che questi processi inducono sulla microstruttura e sull'anisotropia dei semilavorati
4) conoscerà i processi di saldatura autogeni e per brasatura e la metallurgia del giunto saldato. Apprenderà i metodi di dimensionamento dei giunti a cordone d'angolo e potrà applicarli per il calcolo statico di strutture saldate
5) conoscerà i principali aspetti e processi della metallurgia delle polveri (compattazione, sinterizzazione, HIP, post-processing)


Argomenti trattati

Termodinamica e metallurgia estrattiva: Principi termodinamici relativi alla riduzione ed ossidazione dei metalli. La riduzione delle principali classi di minerali. La metallotermia. Gli altoforni e i convertitori nella produzione di acciaio. I principi di elettrotermia (trasformazione dell'energia in calore e trasmissione del calore) e i sistemi fusori: plasma, arco, induzione, bruciatori ossi-combustibile. L'affinazione fuori forno.

Metallurgia e tecnologie della solidificazione: Principi di solidificazione dei metalli: condizioni per la nucleazione omogenea ed eterogenea, relazioni elementari per la descrizione della ridistribuzione del soluto, condizioni di raffreddamento e principali strutture di solidificazione ottenibili, macro e microsegregazione. Relazione tra velocità di solidificazione, ripartizione del soluto e morfologia delle strutture dendritiche (PDAS e SDAS). Metallurgia dei sistemi di solidificazione industriali: colaggio tradizionale in fossa ed in sorgente, colata continua e sue evoluzioni. Sistemi di controllo per la qualità della colata (agitazione elettromagnetica dei bagni di metallo liquido ecc.).

La produzione dei getti e la metallurgia della saldatura: Le principali teniche di fonderia: la produzione di getti secondo tecnologie tradizionali (modelli, sistemi di formatura, forni), sistemi per la produzione di cristalli direzionali e monoscristalli, la tecnologia della thyxoformatura (colaggio in semi-solido). Tecnologie di saldatura per fusione: processi di saldatura tradizionali e ad elevata densità di energia, brasatura, aspetti metallurgici sulla solidificazione del giunto e sullo sviluppo della zona termicamente alterata. Criteri di di dimensionamento dei giunti a cordone d'angolo.

Tecnologie di formatura: La teoria della deformazione plastica delle leghe. Incrudimento, recupero e ricristallizzazione delle leghe. La deformazione plastica a caldo e a freddo. Alterazioni della struttura metallografica e cristallografica indotta dal processo produttivo. I sistemi impiantistici di deformazione plastica: laminazione a caldo e a freddo, estrusione, trafilatura, forgiatura, stampaggio, calandratura. Criteri di scelta del processo in funzione delle condizioni di esercizio (fatica, corrosione, usura). La metallurgia delle polveri.


Prerequisiti

Conoscenza dei principali processi tecnologici per la lavorazione dei materiali metallici, principi di metallurgia, conoscenze di base di elettro-termia, elettrochimica e chimica inorganica.


Modalità di valutazione

L'esame sarà strutturato in una prova scritta divisa in due parti:

- parte teorica: domande a risposta multipla o semi-aperta che riguardano gli argomenti del corso;

- parte pratica: dimensionamento di una saldatura con cordoni d'angolo.

 

È necessario che lo studente sia in grado di conoscere, discutere e mostrare comprensione degli aspetti fondamentali dell’insegnamento, con adeguata chiarezza espositiva, utilizzando il formalismo e la terminologia appropriati. Lo studente dovrà altresì dimostrare di saper ricondurre lo stato di sforzo presente sul sistema saldato alle condizioni di applicazione del criterio di dimensionamento, commentando criticamente le scelte operate.

 

A discrezione dello studente (e/o del docente) è possibile sostenere una prova orale facoltativa in cui approfondire aspetti o applicazioni specifiche dei concetti esposti, discutere aspetti quantitativi o spostare la discussione su temi affini.


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaPresentazioni e appunti del corso https://beep.metid.polimi.it/web/2018-19-tecnologie-metallurgiche-davide-mombelli-/attivita-online-e-avvisi#p_29
Risorsa bibliografica facoltativaWalter Nicodemi, Maurizio Vedani, La metallurgia nelle tecnologie di produzione, Editore: Associaizone Italiana di Metallurgia, Anno edizione: 1998, ISBN: 88-85298-29-X
Risorsa bibliografica facoltativaGeorge E. Dieter, Mechanical Metallurgy, Editore: McGraw-Hill, Anno edizione: 1961
Risorsa bibliografica facoltativaWalter Nicodemi, Carlo Mapelli, Siderurgia, Editore: Associazione Italiana di Metallurgia, Anno edizione: 2010
Risorsa bibliografica facoltativaGianfranco Tosi, Andrea Rossini, Tecnologia dell'acciaio, Editore: CUSL, ISBN: 88-8132-189-0

Software utilizzato
Nessun software richiesto

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
52:00
78:00
Esercitazione
28:00
42:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 80:00 120:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.9 / 1.6.9
Area Servizi ICT
22/01/2022