Obiettivi Formativi

- Conoscere e comprendere i fenomeni della metallurgia fisica, basilari per la teoria e la tecnologia delle leghe metalliche. - Conoscere trattamenti, proprietà e campi di impiego delle leghe ferrose e non ferrose. - Acquisire la capacità di selezionare una lega metallica e di progettarne il trattamento termico più appropriato per una data applicazione.

Learning Goals

- Knowledge and comprehension of physical metallurgy phenomena that are basic for metal alloys theory and technology. - Knowledge of treatment, properties and application fields of ferrous and non-ferrous alloys. - Acquiring the ability to select a metal alloy and design the most appropriate heat treatment for a given application.

Metodi didattici

Lezioni con presentazioni powerpoint; esercizi e discussione di esempi specifici.

Teaching Methods

Lectures with powerpoint slides; exercises and analysis of specific examples.

Prerequisiti

Conoscenze di Fisica e di Chimica.

Prerequisites

Knowledge of Physics and Chemistry.

Verifiche dell'apprendimento

Prova in itinere programmata per verificare la preparazione degli studenti sugli argomenti svolti ed esame finale.

Assessment

Scheduled test to check the knowledge of the students about the topics carried out and final exam.

Programma del Corso

INTRODUZIONE. Introduzione storica. Processi di produzione dei metalli. PARTE PRIMA: PRINCIPI DI METALLURGIA FISICA. Strutture cristalline dei metalli, cristallografia, difetti reticolari. Soluzioni solide interstiziali e sostituzionali, effetti del processo di alligazione. Equilibri termodinamici e diagrammi di stato, curve di raffreddamento e strutture di equilibrio. Sistemi invarianti. Condizioni di equilibrio. Strutture di non equilibrio. Processi diffusivi. Cinetica delle trasformazioni di fase: trasformazioni liquido-solido e solido-solido. Trasformazioni martensitiche. Ricristallizzazione. Lavorazioni meccaniche a caldo e a freddo. Trattamenti termici. PARTE SECONDA: LEGHE SIDERURGICHE. Diagramma di stato Fe-C: strutture degli acciai, aspetti metallurgici e proprietà meccaniche. Strutture di non equilibrio. Diagrammi TTT e CCT. Trattamenti termici, termomeccanici e termochimici. Principali elementi alliganti degli acciai e loro effetti. Designazione degli acciai. Caratteristiche, proprietà e applicazioni delle principali categorie di acciai. Acciai inossidabili. Ghise: strutture, trattamenti e proprietà. Processi siderurgici. PARTE TERZA: LEGHE NON-FERROSE Strutture, trattamenti e proprietà delle principali leghe non ferrose: rame e sue leghe; alluminio e leghe leggere; titanio e sue leghe; magnesio e sue leghe; leghe antifrizione e per brasatura; nichel e sue leghe; superleghe per impieghi ad alta temperatura.

Course Syllabus

INTRODUCTION. Historical introduction. Production processes of metals. FIRST PART: PHYSICAL METALLURGY Crystal structures of metals, crystallography, lattice defects. Interstitial and substitutional solid solutions, effects of alloying process. Thermodynamic equilibria and phase diagrams, cooling curves and equilibrium structures. Systems with no degrees of freedom. Equilibrium conditions. Non-equilibrium structures. Diffusive processes. Kynetics of phase transformations. Martensitic transformations. Recrystallization. Hot and cold mechanical working. Thermal treatments. SECOND PART: FERROUS ALLOYS. Fe-C equilibrium diagram: structures of steels, metallurgical points of view and mechanical properties. Non-equilibrium structures. TTT and CCT diagrams. Thermal treatments, thermomechanical and thermochemical treatments. Main alloying elements of steels and their effects. Steel designations. Characteristics, properties and applications of main grades of steels. Stainless steels. Cast iron: structures, treatments and properties. Iron and steel industry. THIRD PART: NON-FERROUS ALLOYS Structures, treatments and properties of the main non-ferrous alloys: copper and its alloys; aluminium and light alloys; titanium and its alloys; magnesium and its alloys; anti-friction alloys and brazing alloys; nickel and its alloys; super-alloys for high temperatures applications.