Il corso si propone di fornire le conoscenze introduttive sui materiali. La parte iniziale del corso provvede ad una disamina generale sulla struttura e sul comportamento dei diversi materiali, con particolare attenzione alle proprietà meccaniche, Al termine di questa parte del corso lo studente avrà acquisito una conoscenza generale del comportamento meccanico (resistenza a trazione, tenacità, fatica) delle diverse classi di materiali con particolare riferimento ai materiali metallici. La seconda parte del corso riguarda in dettaglio i materiali metallici, con particolare riguardo alle leghe ferrose, acciaio e ghisa. Le altre classi di materiali, polimeri e compositi e ceramici e vetri sono oggetto di un secondo corso facoltativo al terzo anno. Al termine della seconda parte lo studente avrà acquisito capacità di scelta tra le diverse classi di acciai e di materiali metallici per diversi utilizzi nel campo della meccanica, in funzione delle caratteristiche di ciascun materiale.
Prerequisiti
Conoscenza delle nozioni si base di chimica (legami chimici ed energia di legame) e fisica (forze)
Metodi didattici
Lezioni frontali. Esercitazioni in laboratorio.
Verifica Apprendimento
Prove in itinere durante il corso. Esame scritto per via telematica con 30 domande chiuse con risposta a scelta tra 4 possibilità, ciascuna valida 1 punto. Al termine delle prove in itinere chi avrà ottenuto la sufficienza in entrambe potrà sostenere un breve colloquio orale. Chi non partecipa o non supera le prove in itinere, dovrà sostenere l'esame scritto che verterà sempre su 30 domande chiuse con scelta tra 4 risposte. Il punteggio è analogo alle prove in itinere, 1 punto a domanda. Solo tramite superamento dello scritto si potrà accedere al colloquio orale. Al termine dello scritto i risultati (in 30simi) saranno esposti nella web page del corso con il calendario dei colloqui orali. Gli studenti che avranno ottenuto almeno 18/30 nella prova scritta saranno ammessi al colloquio orale.
Contenuti
Principali classi di materiali. Macrostruttura e microstruttura, stati di aggregazione: stato amorfo e stato cristallino. Tecniche di indagine microstrutturale, microscopia metallografica ottica ed elettronica. Principali reticoli cristallini dei materiali metallici. Difetti di punto (diffusione allo stato solido, formazione di leghe), difetti di linea (deformabilità plastica dei materiali), difetti di superficie (cristallizzazione e bordi di grano), difetti di volume (microvuoti, inclusioni e segregazioni). Cenni a sforzo e deformazione. Prova di trazione. Comportamento elastico. Modulo di Young. Comportamento plastico ed incrudimento. Carico di snervamento e carico di rottura. Deformabilità ed assorbimento di energia elastica, plastica, creazione di nuove superfici. Tenacità. Cenni di meccanica della frattura, determinazione sperimentale della tenacità a frattura. Prova di resilienza. Prova di durezza. Resilienza. Comportamento a fatica dei materiali, prove sperimentali per la determinazione della resistenza a fatica. Comportamento alle alte temperature (Creep). Diagrammi di stato. Strutture di equilibrio e di non equilibrio dei materiali metallici. Incrudimento e ricristallizzazione. Acciaio. Produzione acciai. Classificazione. Diagramma di stato Fe-C. Diagrammi TTT e CCC. Trattamenti termici: ricottura, normalizzazione, tempra e rinvenimento. Tempra superficiale. Trattamenti termo-chimici. Tempra di soluzione. Effetto degli elementi di lega. Acciai di base e da costruzione. Saldatura. Controlli non distruttivi. Acciai HSLA. Acciai da bonifica. Acciai inossidabili. Materiali per basse temperatura. Materiali per alte temperature: acciai speciali e leghe di nichel. Ghise. Alluminio e sue leghe. Rame e sue leghe. Titanio e sue leghe. Magnesio e le sue leghe. Criteri di scelta dei materiali.
