- Oggetto:
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Metallurgy
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Metallurgy
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Academic year 2021/2022
- Course ID
- CHI0083
- Teacher
- Prof. Mauro Palumbo (Lecturer)
- Degree course
- Scienza dei Materiali [LM-53]
MaMaself - Year
- 1st year
- Teaching period
- First semester
- Type
- Characterizing
- Credits/Recognition
- 6
- Course disciplinary sector (SSD)
- ING-IND/22 - scienza e tecnologia dei materiali
- Delivery
- Class Lecture
- Language
- English
- Attendance
- Optional
- Type of examination
- Written
- Prerequisites
-
Costituiscono pre-requisito al corso le conoscenze sui materiali metallici che sono normalmente fornite nei corsi di laurea di Scienza dei Materiali (struttura dei metalli e difetti, diagrammi di fase, diffusione, concetti di base sulle trasformazioni di fase, generalità sulle proprietà meccaniche).
Pre-requisites for this course is knowledge on metallic materials as provided in basic Materials Science curricula (structure of metals, defects, diffusion, fundamentals on phase transformations and mechanical properties). - Propedeutic for
- Selection and Use of Materials. Thesis.
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Sommario del corso
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Course objectives
L'insegnamento fornisce una trattazione quantitativa della termodinamica delle leghe e della cinetica delle loro trasformazioni di fase utilizzando opportuni modelli e software. I concetti sono applicati alla descrizione dettagliata di varie tipologie di leghe sia di interesse industriale consolidato che in corso di sviluppo, dei principali processi metallurgici, delle proprietà meccaniche dei materiali metallici. Vengono trattati casi di studio su acciai, leghe leggere, superleghe, nuovi materiali.
The course provides quantitative treatment of the thermodynamics of alloys and of the kinetics of phase transformations employing appropriate models and software. The concepts are applied to the detailed description of various types of alloys both of established industrial interest and under development, of the main metallurgical processes, of mechanical properties of metallic materials. Care studies are proposed on steels, light alloys, superalloys, new materials.
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Results of learning outcomes
Dopo aver seguito con profitto l'insegnamento, lo studente avrà appreso nozioni sul calcolo dei diagrammi di fase e sui modelli delle trasformazioni di fase nei metalli e nelle leghe. Sarà in grado di comprendere l'origine delle microstrutture ed operare per progettarle in relazione alle proprietà di interesseAvrà acquisito competenze sull’impiego industriale dei materiali metallici in relazione alla composizione, trattamento termico e proprietà meccaniche.
After following the course with profit, it is expected that the student has knowlwedge on the calculation of phase diagrams and on models of phase transformations in metals and alloys. He/she will be able to understand how microstructures are originated and work on their design in relation to the desired properties. He/she will have acquired skills on the use of industrial metal materials in relation to the composition, heat treatment and mechanical properties.- Oggetto:
Course delivery
Tipologia Insegnamento
lezione frontale 48 h
Frequenza
La frequenza alle lezioni frontali è consigliata ma non è obbligatoria.
Didattica alternativa COVID
Le lezioni frontali del corso verranno fornite:
1) in presenza
2) via Webex meetings (https://unito.webex.com/meet/mauro.palumbo)
3) registrate e caricate sulla piattaforma Moodle (https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=1075).
NOTA: A causa del peggioramento della crisi COVID, a partire da mercoledì 4/11/2020, le lezioni verrano erogate solo online via Webex (e registrate su Moodle). L'orario delle lezioni rimane invariato. Le lezioni in presenza non verranno più effettuate.
Lectures, 48 h
Attendance advised but not compulsory.
COVID Alternative teaching
Frontal lessons are offered:
1) in presence
2) synchronous Webex meetings (https://unito.webex.com/meet/mauro.palumbo)
3) recorded and uploaded on Moodle (https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=1075).
NOTE: Because of the worsening of the COVID crisis, starting from Wednesday 4/11/2020, lectures will be delivered only remotely via Webex (and recorded on Moodle). The lectures timetable will be the same. Lectures in presence will not be provided anymore.
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Learning assessment methods
Test scritto (2 ore) di 3 domande inerenti gli argomenti trattati nell'insegnamento.
A causa della presente emergenza COVID, l'esame scritto si svolgerà utilizzando la piattaforma Webex (o simile). Il link per la sessione Webex verrà inviato via email agli studenti iscritti prima dell'esame. Maggiori dettagli sono disponibili su https://www.unito.it/sites/default/files/linee_guida_esami_profitto_scritti_online.pdf
Written test (2 hours) consisting of 3 questions on the topics dealt with during lectures.
According to the present COVID situation, the written test will be on carried out using the Webex platform (or a similar one). Link to the Webex session will be sent by email to the students enrolled for the exam. More details are available on https://www.unito.it/sites/default/files/linee_guida_esami_profitto_scritti_online.pdf.
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Program
Termodinamica dei diagrammi di stato. Metodo CALPHAD. Nozioni di termodinamica delle superfici.
Teoria delle trasformazioni di fase nei metalli e nelle leghe. Trasformazioni diffusive e non-diffusive: termodinamica, cinetica, cristallografia, ottenimento delle microstrutture.
La solidificazione.
Le proprietà meccaniche dei metalli. Prove meccaniche: curve sforzo-deformazione. Proprietà elastiche e plastiche. I meccanismi di rafforzamento, relazioni tra microstruttura e proprietà meccaniche. Frattura fragile e duttile. Fatica, creep.
Leghe ferrose.
Classificazione ed esempi di acciai: acciai al carbonio, HSLA, Dual Phase, TRIP, TWIP, acciai inossidabili.
Leghe non ferrose
Leghe leggere. Ottoni e bronzi. Leghe per alta temperatura. Leghe speciali. Leghe magnetiche.
Eempi di solidificazione in ghise, leghe di Al, superleghe.Thermodynamics of phase diagrams. CALPHAD method. Aspects of the thermodynamics of surfaces.
Theory of phase transformations in metals and alloys. Diffusive and non-diffusive transformations : thermodynamics, kinetics, crystallography, obtaining microstructures.
Solidification
The mechanical properties of metals. Mechanical tests: stress-strain curves. Elastic and plastic properties. The mechanisms of strengthening, relationship between microstructure and mechanical properties. Brittle and ductile. fracture. Fatigue, creep.
Ferrous alloys. Classification and examples of steels: carbon steel, HSLA, Dual Phase, TRIP, TWIP, stainless steels.
Non-ferrous alloys . Light alloys. Brasses and bronzes. Alloys for high temperature. Special alloys. Magnetic alloys.
Examples of solidification in cast iron, Al alloys, superalloys.
Suggested readings and bibliography
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D.A.Porter, K.E.Easterling, M. Sherif - "Phase Transformations in Metals and Alloys" - CRC Press (2009)
R.A.Higgins - "Engineering Metallurgy" - Elsevier (1993)
File forniti dal docente.
D.A.Porter, K.E.Easterling, M. Sherif - "Phase Transformations in Metals and Alloys" - CRC Press (2009)
R.A.Higgins - "Engineering Metallurgy" - Elsevier (1993)
Files provided by lecturer
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Class schedule
Lessons: dal 05/10/2020 to 22/01/2021
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Note
Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. In ogni caso è assicurata la modalità a distanza per tutto l'anno accademico.
Due to the COVID crisis, there can be changes in the way the course will be given (in presence or remotely). In any case, it will be guaranteed the possibility to follow the lectures remotely.
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