FINALITA' DEL BLOG

Il presente BLOG ha il fine di fornire allo studente un diverso mezzo di apprendimento complementare alle normali lezioni frontali in classe, da utilizzare da casa come integrazione agli appunti acquisiti.
Nelle pagine che seguiranno si approfondiranno gli aspetti teorici/pratici relativi a delle esperienze di laboratorio, sulle prove non distruttive per i materiali metallici.
Nello specifico verranno trattate le prove di durezza superficiale, utilizzando i due principali metodi in uso presso le officine: la prova BRINELL e la prova VICKERS.

L’approccio seguito nella presente lezione multimediale, si articolerà nei seguenti punti:
­ 1) Inquadramento del presente modulo all'interno della programmazione didattica
adottata per la classe III A Mecc,
­ 2) Gli obiettivi di competenza finali attesi
3) I prerequisiti necessari e i contenuti del Modulo del corso presentato

Le eventuali estensioni teoriche ai contenuti trattati, per agevolare la leggibilità della lezione multimediale, saranno strutturati in diversi post, distinti tra loro.

PROGRAMMA Classe TERZA

I.T.I.S. E. TORRICELLI

Corso di Tecnologia Meccanica

Modulo 1 - METROLOGIA

Obiettivi di Competenza finali attesi
1 Utilizzare correttamente le unità di misura valutandone il grado di precisione
2 Scegliere opportunamente le apparecchiature di misura definendo le caratteristiche metrologiche

UNITA 1.1 – Metrologia dei materiali, dei prodotti e dei processi produttivi
UNITA 1.2 – Misure e dispositivi di misurazione

Modulo 2 CLASSIFICAZIONE DEI MATERIALI METALLICI

Obiettivi di Competenza finali attesi
1 Conoscere le principali tipologie di leghe (acciai, ghise, bronzi, ottoni e leghe leggere) e loro
designazione in ambito UNI
2 Saper riconoscere l’impiego e la destinazione dei principali materiali metallici

UNITA 2.1 – Leghe metalliche
UNITA 2.2 – designazione UNI dei materiali metallici
UNITA 2.3 – Classificazione dei materiali in base al loro impiego

Modulo 3 – PROPRIETA’ E PROVE DEI MATERIALI
NB: Cn = conoscenza; Ab = abilità; T = teoria.

Obiettivi di Competenza finali attesi
1 Saper scegliere le più opportune prove sperimentali in relazione alle proprietà meccaniche attese
2 Saper interpretare i risultati sperimentali ottenuti
3 Saper operare la scelta del materiale in relazione all’impiego e alle prestazioni richieste


UNITA 3.1 – Proprietà dei materiali

Prerequisiti: Struttura dell’atomo e tavola periodica degli elementi
Nozioni di metrologia – grandezze e unità di misura nel Sistema Internazionale

Contenuti:
Proprietà chimiche e fisiche dei materiali: strutture molecolari dei metalli; massa volumica, calore specifico, dilatazione termica, temperatura di fusione, calore latente di fusione, conduttività elettrica.
Proprietà meccaniche dei materiali: proprietà elastiche e plastiche dei materiali, durezza, resistenza meccanica,
resilenza, resistenza a fatica, creep dei materiali.
Proprietà Tecnologiche dei materiali: fusibilità, saldabilità, truciolabilità, plasticità, malleabilità, duttilità, estrudibilità, piegabilità.

Obiettivi di teoria fondamentali:
CnT1: conoscere la differenza tra le principali strutture cristalline dei materiali e come si correlano con le relativa proprietà meccaniche e fisiche.
AbT1: saper eseguire i calcoli relativi alla variazioni di dimensioni geometriche con la temperatura.
AbT2: saper calcolare la quantità di calore minima per portare a fusione un manufatto in materiale metallico.
CnT2: Avere conoscenza del legame tra sollecitazione e deformazione in campo elastico e plastico a regime statico.
AbT3: saper calcolare lo stato di sollecitazione statiche associata a un noto stato di deformazione. CnT3: Avere conoscenza della differenza tra il comportamento dei materiali soggetti a sollecitazioni statiche e dinamiche.
CnT4: Sapere indicare quali sono le lavorazioni più opportune in relazione alle proprietà tecnologiche dei materiali.

UNITA 3.2 – Trattamenti Termici dei materiali

Prerequisiti: Nozioni di base di chimica inorganica,
Proprietà meccaniche dei materiali e loro classificazione
Sistemi di misura internazionale delle temperature

Contenuti:
Diagramma Fe-C: Equilibri da fase e teorema di Gibbs, descrizione generale del diagramma Fe-C, strutture allotropiche del ferro), punti critici, influenza degli altri elementi di lega.
Metodi di rafforzamento dei materiali metallici: Microstrutture della lega Fe-C (Martensite e Bainite), influenza della velocità di raffreddamento e curve TTT e CCT (ricottura, tempra, rinvenimento, normalizzazione), Trattamenti specifici degli acciai: Trattamenti termochimica di diffusione (cementazione e nitrurazione),

Obiettivi di teoria fondamentali:
CnT1: Saper distinguere i costituenti strutturali di una lega Fe-C
AbT1: Saper disegnare e descrivere qualitativamente le fasi solide del diagramma Fe-C
CnT2: Conoscere l’influenza degli elementi di lega.
CnT3: Conoscere le differenze tra i vari trattamenti termici
AbT2: Saper tracciare le traiettorie di raffreddamento nei diagrammi CCT e TTT
CnT4: Conoscere la differenza tra Carbo-Cementazione e Nitrurazione

UNITA 3.3 – Prove sui materiali

Prerequisiti: Proprietà fisiche e meccaniche dei materiali
Tempi: 9 ore in aula
4 ore di laboratorio

Contenuti:
Prove statiche sui materiali: Il funzionamento della macchina universale, Realizzazione dei provini secondo normativa UNI, Prova di Trazione alla macchina universale, Prove di durezza (descrizione del durometro e dei penetratori) Confronto tra le scale di durezza (Vickers, Brinell, HRC, HRB) ,Prove dinamiche sui materiali: Prova di resilienza: pendolo di Charpy; Prova di fatica: curve di Wohler e diagramma di Goodmann-Smith.

Obiettivi di teoria fondamentali:
CnT1: Descrizione della macchina universale
AbT1: Saper analizzare il diagramma di una prova di trazione distinguendo le proprietà meccaniche del materiale
CnT2: Saper riconoscere quale prova di durezza è più opportuna in base alle proprietà meccaniche del materiale.
CnT3: Descrizione del funzionamento del pendolo di Charpy
CnT4: descrizione della curva di Wohler e del diagramma di GoodMann-Smith

Obiettivi di laboratorio fondamentali:
AbL1: saper preparare il provino da utilizzare per la prova di trazione
AbL2: Saper attrezzare ed utilizzare il durometro in autonomia


Modulo 4 - MATERIALI METALLICI

Obiettivi di Competenza finali attesi
1 Descrivere un materiale metallico sulla base delle proprietà che lo caratterizzano
2 Conoscere e interpretare la designazione dei materiali metallici trattati
3 Scegliere il materiale idoneo alla realizzazione di un componente di caratteristiche assegnate

UNITA’ 4.1 – Processi siderurgici
UNITA’ 4.2 – Acciai e ghise
UNITA’ 4.3 – Materiali metallici non ferrosi
UNITA’ 4.4 – Confronto e scelta dei metalli

Modulo 5 – PROCESSI DI SOLIDIFICAZIONE

Obiettivi di Competenza finali attesi
1 Scegliere il processo di solidificazione più idoneo per il materiale scelto in base al componente di caratteristiche assegnate
2 Saper progettare un modello da fonderia

UNITA’ 5.1 – Fonderia
UNITA’ 5.2 – Formatura di componenti in materiale metallico

Modalità di verifica, di recupero e/o approfondimento
Alla fine di ogni modulo avrà luogo una verifica sommativa orale; eventuale ripresa dell’argomento da punti di vista diversi, esempi in numero maggiore e diverso grado di difficoltà per ogni unità didattica e verifica di recupero. Eventuali ulteriori approfondimenti saranno possibili con percorsi didattici personalizzati ed esterni al normale orario di lezione.