SCIENZA E TECNOLOGIE DELLE LEGHE LEGGERE

Attività formativa monodisciplinare
Codice dell'attività formativa: 
39109

Scheda dell'insegnamento

Per studenti immatricolati al 1° anno a.a.: 
2017/2018
Insegnamento (nome in italiano): 
SCIENZA E TECNOLOGIE DELLE LEGHE LEGGERE
Tipo di attività formativa: 
Attività formativa Affine/Integrativa
Tipo di insegnamento: 
Opzionale
Settore disciplinare: 
SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI (ING-IND/22)
Anno di corso: 
2
Anno accademico di offerta: 
2018/2019
Crediti: 
6
Responsabile della didattica: 
Mutuazioni

Altre informazioni sull'insegnamento

Modalità di erogazione: 
Didattica Convenzionale
Lingua: 
Italiano
Ciclo: 
Secondo Semestre
Obbligo di frequenza: 
No
Ore di attività frontale: 
48
Ore di studio individuale: 
90
Ambito: 
Attività formative affini o integrative
Materiali didattici: 
Prerequisiti

Conoscenze di base di scienza e tecnologia dei materiali metallici e di chimica.

Obiettivi formativi

Il corso si propone di offrire allo studente un quadro completo sulle leghe leggere per le applicazioni di interesse per l'ingegneria e per le applicazioni industriali. Saranno trattate le principali leghe leggere con lo scopo di definire le proprietà principali e i campi di applicazione specifici, con particolare attenzione ai criteri di scelta dei materiali in relazione alle esigenze sia resistenziali che di durabilità. Saranno inquadrati i campi industriali di riferimento per le leghe leggere e sarà offerto un quadro completo delle possibilità, benefici e limiti offerti da questi materiali nelle condizioni di esercizio.

Contenuti dell'insegnamento

Produzione dell'alluminio, del magnesio e del titanio.

Metallurgia fisica delle leghe di alluminio, incrudimento e ricottura, indurimento per precipitazione, processi di invecchiamento, corrosione, comportamento meccanico. Leghe di alluminio per deformazione plastica: produzione, designazione, leghe trattabili e non trattabili termicamente, tecniche di giunzione, prodotti speciali. Leghe di alluminio: designazione, trattamenti e caratteristiche. Leghe alluminio-silicio, leghe alluminio-rame, leghe alluminio-magnesio, leghe alluminio-zinco-magnesio, nuovi processi di fusione, tecniche di giunzione.

Leghe di magnesio. Introduzione alle leghe, designazione, leghe senza zirconio, leghe con zirconio. Aspetti elettrochimici. Fabbricazione di componenti, tendenze nelle applicazioni di leghe di magnesio.

Leghe di titanio: leghe alfa, alfa-beta, beta . Produzione dei componenti, fusioni in lega di titanio e prestazioni. Applicazioni delle leghe di titanio.
Nuovi materiali e metodi di lavorazione. materiali compositi, schiume metalliche, tecniche di solidificazione rapida, leghe amorfe. Alligazione meccanica, PVD, alluminidi di titanio.

Testi di riferimento

Materiali didattici forniti dal docente e scaricabili online gratuitamente + slides del corso
Ian Polmear, Light Alloys - Fourth Edition (2005)
A.Cigada, T.Pastore, Struttura e proprietà dei materiali metallici, Mc Graw-Hill (2012)
M. Conserva, F. Bonollo, G. Donzelli, Alluminio. Manuale degli impieghi (2004)

Metodi didattici

Lezioni frontali con proiezione di diapositive e esercitazioni di laboratorio in gruppi definite sulla base del numero degli studenti iscritti. Le esercitazioni prevedono l’esecuzione da parte degli studenti di prove e misure secondo normative internazionali sui materiali studiati durante il corso, utilizzando machine e attrezzature disponibili press il Centro di Servizio di Ateneo – Laboratori di Ingegneria.

Modalità verifica profitto e valutazione

Esame orale riguardante gli argomenti trattati durante le lezioni frontali. L’orale partirà dalla discussione di un elaborato in forma direlazione prodotto dai gruppi durante le eserctazioni pratiche in laboratorio. La discussion verterà principalmente su aspetti legati alla caratterizzazione meccanica o rispetto alla durablità dei materiali studiati durante il corso

Prerequisites

Foundamentals of Science and Technologies of Metallic Materials and Chemistry

Educational goals

The course aims to provide the student a comprehensive overview on light alloys for engineering applications in the industrial field. The main light alloys will be studied with the aim of defining the main properties and the specific application fields. Particular attention will be paid to the criteria of choice of materials in relation to both resistance and durability. Overview will be offered regarding the opportunities, benefits and limits offered by these materials in the operating conditions.

Course content

Production of aluminium, magnesium, titanium.

Physical metallurgy of aluminium alloys, work hardening and annealing, principles of age hardening, ageing processes, corrosion, mechanical behaviour. Wrought aluminium alloys: production, designation of alloys and tempers, non-heat-treatable alloys, heat-treatable alloys, joining, special products. Cast aluminium alloys, designation, temper and characteristics of cast aluminium alloys, alloys based on the aluminium–silicon system, alloys based on the aluminium–copper system, aluminium–magnesium alloys, aluminium–zinc–magnesium alloys, new casting processes, joining.

Magnesium alloys. Introduction to alloying behaviour, melting and casting, alloy designations and tempers, zirconium-free casting alloys, zirconium-containing casting alloys, wrought magnesium alloys. Electrochemical aspects. Fabrication of components, trends in applications of magnesium alloys.

Titanium alloys: alpha, alpha-beta, beta alloys. Fabrication, titanium alloy castings, engineering performance. Applications of titanium alloys.
Novel materials and processing methods, composites, metallic foams, rapid solidification processing, quasicrystals, amorphous alloys. Mechanical alloying, physical vapour deposition, nanophase alloys, titanium aluminides.

Textbooks and reading lists

Teaching materials provided by the teacher and downloadable online for free + slides of the course
Ian Polmear, Light Alloys - Fourth Edition (2005)
A.Cigada, T.Pastore, Struttura e proprietà dei materiali metallici, Mc Graw-Hill (2012)
M. Conserva, F. Bonollo, G. Donzelli, Alluminio. Manuale degli impieghi (2004)

Teaching methods

Lectures with slide projection and laboratory activities in groups defined on the basis of the number of students. The lab activities will be devoted to the execution of tests and measurements according to international regulations on the materials studied during the course. The students will be involved in the use of machines and equipment available at the University Service Center - Engineering Laboratories.

Assessment and Evaluation

Oral examination concerning the topics covered during the lectures. Discussion of results obtained during the laboratory activities – presented by students in form of report - will be done at the beginning of the oral examination. The discussion will cover aspects related to the mechanical characterization or the durability assessment materials