I Metalli.
Il legame metallico. Energia del legame chimico. Stato energetico degli atomi. Reticolo cristallino. indici di Miller.
informazioni legate ai parametri reticolari e modelli dei sistemi cristallini. Sistemi di scorrimento dei metalli

Imperfezioni delle strutture cristalline Cristalli reali
Difetti di punto. vacanze. interstiziale. atomi di impurezza interstiziale o di sostituzione.
Difetti di linea. Sollecitazione tangenziale massima ideale. Dimensioni della dislocazione. Classificazione delle
dislocazioni. dislocazione a nastro. Nodi di dislocazione e Tensione di linea. Sorgenti di dislocazioni.
Difetti bidimensionali di impilaggio. Bordi di grano. Difetti macroscopici (tridimensionali) dei metalli. La diffusione

Trasformazione di fase liquido-solido e diagrammi di stato.
Sistemi. Le leghe metalliche. Trasformazioni liquido-solido e analisi termica della solidificazione. Nucleazione.
Nucleazione omogenea. Nucleazione eterogenea. Crescita. Sistemi binari. Sistemi binari eutettici ed eutettoidi.
Sistemi binari peritettici e peritettoidi. Sistemi binari monotettici e monotettoidi. Immiscibilità completa allo stato
solido. Sistemi binari congruenti e incongruenti. Cenni sui sistemi ternari.

Proprietà meccaniche dei materiali.
Sollecitazioni meccaniche. Trazione e compressione. Elasticità. plasticità e incrudimento. Durezza. Durezza Brinell
(HB). Durezza Vickers (HV). Durezza Rockwell (HR). Microdurezza. Resilienza.
Tribologia. Attrito e usura. Prove tribologiche o di usura. Sollecitazione e deformazione del monocristallo.
Monocristallo e policristallo. Scorrimento per sezioni parallele. Incrudimento del monocristallo. Scorrimento facile
(Easy glide). Incrudimento lineare. Incrudimento parabolico.

Fattori che incrementano le proprietà resistenziali dei metalli.
Effetto delle dimensioni del grano. Legge di Hall-Petch. Rafforzamento per incrudimento. Rafforzamento per
soluzione solida. Rafforzamento per dispersione. Rafforzamento per precipitazione.

I trattamenti termici.
Riordino. Energia immagazzinata durante l’incrudimento. Fenomeni di riassetto. Ricristallizzazione primaria.
Crescita del grano. Trattamenti termici degli acciai. Diagramma ferro-carbonio. Trasformazioni strutturali
dell’acciaio. Cinetica della trasformazione dell’austenite: Diagrammi TTT e CCT. Distensione. Normalizzazione.
Ricottura. Tempra . Rinvenimento . Bonifica Isotermica. Temprabilità (Hardenability). Trattamenti
superficiali degli acciai. Cementazione. Nitrurazione. Tempra superficiale. Carbonitrurazione. Cementazione allo
zolfo.Trattamenti di indurimento per precipitazione. Invecchiamento. Designazione degli stati di trattamento

Scorrimento viscoso.
Andamento del fenomeno. Criteri di prova per materiali sottoposti a creep. Leghe per alte temperature

Elementi di meccanica della frattura.
Teoria elastica: analisi dello stato tensionale in prossimità di una cricca. Criterio del fattore d’intensità degli sforzi.
Determinazione della tenacità a frattura (KIC). La meccanica della frattura in campo plastico. Campo di tensione
in presenza di plasticità. Dimensioni della zona plastica. Frattura. Fattori che influenzano la tenacità. Effetto dello
spessore

La Fatica.
Cicli di fatica. Diagrammi delle tensioni ammissibili . Interpretazione del fenomeno della fatica. Meccanismi di
innesco. Propagazione della cricca di fatica. Fatica-corrosione. Criteri di progetto. Struttura Safe-Life. Stuttura Fail-
Safe. Tolleranza al danno (Damage Tolerance).

Leghe metalliche di maggior utilizzo nel settore meccanico
Leghe ferrose.
Acciai. Acciai inossidabili. Classificazione. Acciai inossidabili martensitici. Acciai inossidabili ferritici. Acciai
inossidabili duplex. Acciai inossidabili austenitici. Acciai inossidabili indurenti per precipitazione (PH). Acciai per
utensili. Acciai maraging.
Le ghise. Ghisa bianca . Ghise grigie. Ghise malleabili . Ghise sferoidali.
Leghe di Alluminio. Leghe da lavorazione plastica. Leghe da fonderia. Leghe di Magnesio. Leghe di Rame. Leghe
di Titanio. Leghe alfa e quasi-alfa. Leghe alfa-beta. Leghe beta. Superleghe

Elementi di Metallografia.
Prelievo dei campioni e preparazione della superficie metallografica. Prelievo dei campioni. Sgrossatura con
abrasivi. Lucidatura e finitura. Elettropulitura e pulitura chimica. Attacco metallografico chimico o elettrochimico.
Microscopio metallografico. Esempi di strutture metallografiche. Acciai. Ghise. Leghe di alluminio. Microscopia
elettronica. Microscopio elettronico a trasmissione. Microscopio elettronico a scansione. Cenni di frattografia.
Frattura duttile. Frattura fragile. Frattura per fatica. Corrosione sotto sforzo.

Ferdinando Felli, Cristian Vendittozzi
Fondamenti di METALLURGIA per l'ingegneria
ESCULAPIO editrice (Bologna)
2019
ISBN 978-88-9385-096-4