Informazioni generali
- Anno di corso: 1°
- Semestre: 1°
- CFU: 6
Docenti responsabili
Obiettivi del corso
Conoscenza dei principali trattamenti termici e meccanici sui materiali metallici e correlazione tra microstruttura e proprietà meccaniche. Il corso prevede esercitazioni di laboratorio.
Prerequisiti
Metallurgia.
Contenuti del corso
Tempra e trasformazione martensitica nel sistema Fe-C. Diagrammi TTT e CCT, effetto degli elementi di lega sulle temperature di trasformazione e sulle proprietà meccaniche. Trasformazione martensitica assistita da stress e indotta da deformazione plastica. Temprabilità e sua misura. Variazione delle proprietà degli acciai in funzione della temperatura di rinvenimento. Ricottura, normalizzazione e ricristallizzazione. Acciai temprabili, inossidabili (austenitici, ferritici e martensitici) e diagramma di Schaeffler: scelta della corretta tipologia in relazione all’impiego. HSLA, Dual Phase e loro applicazioni per impieghi strutturali. Ultra steels e trattamenti termomeccanici innovativi.
Comportamento superelastico e a memoria di forma: leghe a base Ti e Cu e loro applicazioni (sensori di temperatura, attuatori, accoppiamenti reversibili). Diffusione, leggi di Fick e trasformazioni diffusive. Rafforzamento per precipitazione in leghe di Al per applicazioni in campo aeronautico e automobilistico. Superleghe, intermetallici e altri materiali con struttura ordinata per applicazioni ad alta temperatura.
Trattamenti termomeccanici (ausforming, isoforming) ed ingegnerizzazione delle superfici: nitrurazione, cementazione, rivestimenti superficiali (CVD, PVD, etc.), shot-peening, trattamenti per ingranaggi, cuscinetti, dischi freno, valvole di scarico e rotori.
Esercitazioni di laboratorio
Trattamenti termici: tempra, rinvenimento, ricottura e normalizzazione. Studio mediante l’impiego di microscopia ottica, elettronica in scansione e prove di durezza delle caratteristiche meccaniche e microstrutturali. Si analizzerà il comportamento meccanico e la variazione della microstruttura di un elemento a memoria di forma CuAlNi.
Materiale di studio consigliato
- Appunti tratti dalle lezioni
- Copia materiale didattico usato per le lezioni
Modalità d’esame
Prova scritta a metà corso e a fine corso. Recupero orale.
Thermomecanical Treatments of Metals with Laboratory
Aim of the course
Knowledge of the main thermal and mechanical treatments on metals and correlation between microstructure and mechanical properties.
Prerequisites
Metallurgy
Contents
Quenching and martensitic transformation in the system Fe-C. TTT and CCT diagrams, effect of the alloying elements on the transformation temperatures and on the mechanical properties. Martensitic transformation stress-assisted and straind-induced. Jominy test. Steel properties modifications as a function of the tempering temperature. Annealing, normalizing and recrystallization. Stainless steels (ferritic, martensitic and austenitic), Schaeffler diagram: steel choice according to the application. HSLA, Dual Phase and their use for structural applications. Ultra steels and innovative thermomechanical treatments.
Superelastic and shape memory behavior: Ti-based and Cu-based alloys and their applications (temperature sensors, actuators, reversible couplings). Diffusion, Fick laws and diffusive transformations. Precipitation hardening in Al alloys for applications in aeronautical and automotive field. Superalloys, intermetallics and other materials with ordered structure for applications at high temperature.
Thermomechanical treatments (ausforming, isoforming) and surface treatments: nitriding, case-hardening, surface coatings (CVD, PVD, etc.), shot-peening, treatments for gears, bearings, brake discs, valves, rotors.
Laboratory exercises
Thermal treatments: quenching, tempering, annealing and normalizing. Optical microscopy, scanning electron microscopy and hardness tests will be employed in order to evaluate the mechanical properties of some steels after quenching, tempering, annealing and normalizing. Mechanical behavior of shape memory alloys.
Recommended texts
- Notes from lectures
- Slides employed for lectures.
Examinations
Written assesment tests in the middle and at the end of the course. Recovery: oral.
