logo-polimi
Loading...
Risorse bibliografiche
Risorsa bibliografica obbligatoria
Risorsa bibliografica facoltativa
Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 084843 - METALLI E LEGHE PER APPLICAZIONI AVANZATE
Docente Boniardi Marco Virginio
Cfu 6.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - BV (483) MECHANICAL ENGINEERING - INGEGNERIA MECCANICA*AZZZZ084843 - METALLI E LEGHE PER APPLICAZIONI AVANZATE
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - LC (485) MECHANICAL ENGINEERING - INGEGNERIA MECCANICA*AZZZZ084843 - METALLI E LEGHE PER APPLICAZIONI AVANZATE

Obiettivi dell'insegnamento

Obiettivo del corso è quello di integrare le nozioni che gli allievi meccanici hanno acquisito durante i corsi di "Metallurgia e materiali non metallici" e "Metallurgia applicata" attraverso conoscenze specifiche ed approfondite dei metalli e delle leghe metalliche per applicazioni tradizionali e speciali. Tali tematiche verranno svolte considerando sia le caratteristiche meccaniche/metallurgiche di realizzazione dei semilavorati tradizionali e innovativi, sia le reali condizioni di esercizio dei componenti con particolare riferimento alle differenti modalità di danneggiamento. Particolare attenzione sarà posta ai meccanismi di cedimento dei componenti in esercizio ed alle relative tecniche di indagine (Failure Analysis), nonché alle modalità di modificazione delle caratteristiche massive e superficiali della microstruttura atte a limitarne l’insorgenza. L’insegnamento è completato anche dallo studio di alcuni casi esemplificativi.


Risultati di apprendimento attesi

Lo studente approfondisce le conoscenze dei materiali metallici tradizionali ed innovativi le cui basi elementari sono state date negli anni precedenti (Conoscenza e capacità di comprensione).

Impara a consultare la letteratura specifica per trarne le informazioni (dati, dettagli tecnici) richieste dall'analisi dei vari fenomeni di degrado che possono verificarsi in esercizio (Conoscenza e capacità di comprensione applicate).

Lo studente sviluppa la capacità di individuare i fenomeni di degrado dei componenti (Failure Analysis), rilevanti in specifici processi e sistemi complessi (Conoscenza e capacità di comprensione applicate e Autonomia di giudizio).

Lo studente impara a formulare alcune opportune azioni correttive e a scegliere i materiali più adeguati per la realizzazione dei componenti, delle macchine o delle parti di impianto in relazione alle problematiche d'esercizio esaminate (Conoscenza e capacità di comprensione applicate).


Argomenti trattati

Argomento 1 – Failure Analysis e metodi di indagine: tecniche di indagine, microscopia ottica ed esami visivi, microscopia elettronica, frattografie, analisi quantitative, studio di alcuni casi pratici di failure analysis. Difettologia dei componenti: semilavorati e prodotti finali. Difetti delle saldature. Tecniche di controllo.

Argomento 2 – Cedimento in esercizio dei componenti e dei sistemi meccanici: meccanismi di frattura duttile e di frattura fragile e di sovraccarico, cenni alla meccanica della frattura. Fenomeni di infragilimento dei materiali metallici. Aspetti microscopici e frattografici. 

Argomento 3 – Cedimento in esercizio dei componenti e dei sistemi meccanici: fenomeni di scoppio e di esplosione. Cenni ai fenomeni di combustione (deflagrazioni e detonazioni), combustioni da gas, da liquidi e da polveri. Bleve. Aspetti microscopici e frattografici. 

Argomento 4 – Cedimento in esercizio dei componenti e dei sistemi meccanici: fenomeni di fatica. Fatica ad alto e a basso numero di cicli. Aspetti microscopici e frattografici. I fenomeni di fatica e il trattamento superficiale dei materiali metallici.

Argomento 5 – Ingegneria delle superfici: fenomeni di usura e danneggiamento ambientale delle superfici. Aspetti microscopici e frattografici. Trattamenti termici e termochimici, placcatura ed elettrodeposizione, rivestimenti in vuoto e in atmosfera controllata, prove e controlli delle superfici.

Argomento 6 – Metalli, leghe e superleghe per alte prestazioni e condizioni di impiego difficili: materiali per alte e basse temperature, acciai per funi, acciai mar-aging, acciai per cuscinetti, acciai di Hadfield, ghise speciali, leghe e metalli non ferrosi per impieghi speciali, materiali per l’elettronica, biomateriali.

Argomento 7 – Materiali sinterizzati e acciai da polveri: descrizione del processo produttivo, aspetti microstrutturali, caratteristiche meccaniche, campi d’applicazione ed impieghi. Materiali compositi a matrice metallica: meccanismi di deformazione, comportamento ad elevate temperature, processi di rottura e danneggiamento.

 

 


Prerequisiti

Conoscenze di base dei materiali metallici (proprietà, caratteristiche, diagrammi di stato, comportamento meccanico, microstruttura, trattamenti termici, ecc.) derivanti, come derivanti da insegnamenti tipo "Metallurgia e materiali non metallici" e "Metallurgia applicata".

Conoscenze di base dei processi di fabbricazioe/lavorazione materiali metallici, come derivanti da insegnamenti tipo "Tecnologia meccanica I" e "Tecnologia meccanica II".

Conoscenze di base dei criteri di resistenza dei materiali e di progettazione dei componenti, come derivanti da insegnamenti tipo "Fondamenti di costruzione di macchine" e "Costruzione di macchine II".


Modalità di valutazione

Organizzazione del corso e modalità di verifica

Il corso sarà organizzato in un unico modulo al termine del quale è prevista una prova finale orale, volta a valutare il livello di conoscenza delle tematiche affrontate durante il corso.

Durante la prova finale, allo studente verranno proposti dei problemi che mirano a verificare le sue capacità di:
- schematizzare e descrivere i fenomeni che avvengono nel caso di studio assegnato, individuandone cause ed effetti;
- scegliere, in relazione alla problematica individuata, il materiale/processo tecnologico più adeguato per arrivare a risolvere il problema lamentato, eventualmente traendo le informazioni mancanti da apparati bibliografici allegati.

Le domande sono tese ad accertare il grado di comprensione e approfondimento dei fenomeni e dei meccanismi di danneggiamento e cedimento in esercizio dei componenti, delle macchine e delle parti d'impianto.


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaM. Boniardi, A. Casaroli, Fenomeni di danneggiamento dei materiali metallici dovuti all'esercizio - Failure Analysis (sta in Le prove non distruttive), Editore: Associazione Italiana di Metallurgia, Anno edizione: 2013, ISBN: 888529894X
Note:

Oltre ai testi consigliati verrà reso disponibile materiale didattico a cura del docente.

Risorsa bibliografica obbligatoriaAutori vari, Failure Analysis and Prevention, Vol. 11 (sta in ASM Handbook), Editore: ASM - American Society for Materials, Anno edizione: 2002, ISBN: 978-0-87170-704-8
Note:

Oltre ai testi consigliati verrà reso disponibile materiale didattico a cura del docente.


Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
38:00
58:30
Esercitazione
18:00
31:30
Laboratorio Informatico
4:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 60:00 90:00

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
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
11/08/2020