METODOLOGIE METALLURGICHE E METALLOGRAFICHE
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2015/2016
- Docente
- MATTIA MERLIN
- Crediti formativi
- 6
- Percorso
- INDUSTRIALE
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- ING-IND/21
Obiettivi formativi
- Scopo del corso è di impartire conoscenze riguardanti i principi della pratica metallografica, il riconoscimento e l’interpretazione delle principali strutture di acciai e ghise, in relazione a differenti trattamenti termici massivi e superficiali. Lo studente apprenderà anche le nozioni più significative di alcune tecniche di indagine dei materiali metallici. Sulla base delle conoscenze acquisite lo studente sarà in grado di eseguire indagini metallografiche, di sapere interpretare la microstruttura di alcuni acciai e ghise in relazione alle condizioni di trattamento e di fornitura, di sapere affrontare casi pratici di controllo della qualità metallurgica e di analisi di inconveniente (Failure Analysis).
Prerequisiti
- Lo studente deve possedere le conoscenze di base della metallurgia.
Contenuti del corso
- • Richiami di metallurgia: diagrammi di stato, diagramma Fe-C, curve TTT e CCT, fasi e costituenti strutturali. (4 ore)
• Microstrutture di acciai e ghise (ghise bianche, grigie, vermiculari e sferoidali). Introduzione alla solidificazione delle ghise. Indicazioni sui principali reattivi di attacco metallografico (ASTM E407, UNI 3137). Valutazione della grafite nelle ghise in accordo con UNI EN ISO 945. (4 ore)
• Aspetti di base della Siderurgia. Ciclo integrale e ciclo da rottame, colata in fossa e colata continua. Processi di deformazione plastica a caldo e a freddo per produzione di semilavorati. Segregazioni maggiori e minori nei lingotti e nelle barre da colata continua. Fenomeno del bandeggio (UNI 8449). (4 ore)
• Solidificazione. Sottoraffreddamento termico e costituzionale. (2 ore)
• Inclusioni non metalliche (UNI 3244 e UNI EN 10247): identificazione di ossidi, nitruri, solfuri e metodi per limitare la pericolosità delle inclusioni. Metodi micrografici e metodi macrografici. (2 ore)
• Analisi della dimensione del grano: metodi per l’evidenziazione e per la successiva valutazione della dimensione del grano austenitico e/o ferritico (UNI EN ISO 643 e ASTM E112). (2 ore)
• Prove di durezza Brinell, Vickers, Rockwell e di microdurezza. (2 ore)
• Descrizione e riconoscimento dei principali difetti (di solidificazione, di trattamento termico, di lavorazione) negli acciai. (2 ore)
• Tecniche di indagine metallografica (aspetti teorici): esame visivo, microscopia ottica (OM), microscopia elettronica a scansione (SEM), microscopia elettronica a trasmissione (TEM). Tecniche microanalitiche: spettroscopia in dispersione di lunghezza d’onda (WDS), spettroscopia in dispersione di energia (EDS) e analisi Electron Back-Scattered Diffraction (EBSD). Cenni di analisi chimica quantometrica (OES). Esame micrografico con replica (UNI 6327, UNI 9993). (8 ore)
• Tecniche di analisi metallografica (aspetti pratici): nel corso verranno spiegate e mostrate in laboratorio tutte le fasi di preparazione e analisi metallografica di manufatti metallici, in particolare di acciai e ghise. Aspetti pratici dei trattamenti termici di tempra, normalizzazione e ricottura. Aspetti pratici dei trattamenti di indurimento superficiale e di alcuni rivestimenti. Caratterizzazione di acciai sottoposti a trattamenti termochimici (cementazione UNI 5381). Esecuzione di prove di durezza (Vickers: UNI EN 6507, Brinell: UNI EN 6506, Rockwell: UNI EN 6508) e di profili di durezza Vickers. Prova di durezza del confronto (Poldi). Esecuzione di analisi metallografiche al SEM. (18 ore) Metodi didattici
- Il corso è organizzato nel seguente modo:
• Lezioni in aula su tutti gli argomenti teorici del corso;
• Lezioni in laboratorio con approfondimento pratico degli argomenti trattati in aula. Durante tali lezioni sarà possibile i) preparare accuratamente campioni metallografici, ii) comprendere le criticità e le accortezze per una buona preparazione dei campioni, iii) interpretare correttamente svariate strutture metallografiche di acciai e ghise al MO e/o al SEM, iv) effettuare prove di durezza e microdurezza. Modalità di verifica dell'apprendimento
- L'esame è orale e diviso in 2 parti.
La prima parte della prova ha lo scopo di verificare la comprensione degli argomenti teorici; in questa fase verrà valutata non tanto la capacità di ripetere gli argomenti esposti, ma di collegare ed elaborare in maniera critica i diversi aspetti affrontati durante il corso.
Nella seconda parte lo studente deve dimostrare di avere acquisito le competenze fondamentali per la preparativa metallografica e per l'interpretazione della microstruttura dei materiali metallici (in particolare acciai e ghise), in relazione anche ai processi di produzione e di trattamento termico.
Lo studente deve almeno dimostrare una sufficiente comprensione degli argomenti in entrambe le parti in cui è suddiviso l'esame. Il voto finale viene formulato sulla base della verifica del livello di raggiungimento degli obiettivi formativi indicati. Testi di riferimento
- • Appunti del docente disponibili sul sito del corso alla pagina “Materiale didattico”.
Alcuni argomenti specifici possono essere approfonditi nei seguenti testi:
• G.M. Paolucci, Lezioni di Metallurgia Vol.1 e 2, Ed. Libreria Progetto Padova
• C. Cibaldi, I criteri di scelta e di trattamento degli acciai da costruzione e da utensili, Vol 5.1-5.2-5.3, AQM.
• G. Krauss, Steels: processing, structure and performance, ASM International, 2005
• B.L. Bramfitt, Metallographer’s guide: irons and steels.
