Programma Classe Quarta

 

1 - ELEMENTI DI METALLURGIA

 

1.1 - LA MATERIA

Richiamo sulla Costituzione e gli Stati Fisici della materia.

La Genesi dei cristalli: nucleazione ed accrescimento. La grossezza del grano in funzione della velocità di raffreddamento. Le strutture dendritiche. I Giunti. Stato solido metallico. Reticoli cristallini c.c.c., c.f.c., e.c. e loro caratteristiche. Trasformazioni allo stato solido: allotropia. Deformazioni del reticolo: anisotropia ed isotropia.

1.2 - DIAGRAMMI DI EQUILIBRIO

1.2.1. - Leghe metalliche

Struttura delle leghe metalliche: cristalli semplici, composti chimici, soluzione solida. Distribuzione dei componenti per miscuglio semplice (lega eutettica), combinazione chimica, soluzione solida (sostituzionale e interstiziale).

Analisi termica: curve di raffreddamento per i metalli puri e per le leghe metalliche.

* Rilievo dei punti critici: metodo dilatometrico.

1.2.2 - Studio della solidificazione

Completa solubilità allo stato solido, nessuna solubilità, parziale solubilità, formazione di un composto intermetallico, trasformazione peritettica.

Completa solubilità: studio della solidificazione; regola della leva.

Nessuna solubilità: studio della solidificazione delle leghe ipoeutettica, eutettica ed ipereutettica; determinazione analitica della percentuale di eutettico.

Parziale solubilità: studio della solidificazione.

Sistemi in equilibrio: legge di Gibbs.

1.2.3 - Leghe Ferro-Carbonio

Il Carbonio. Il Ferro e suoi stati allotropici.

Diagramma di equilibrio Fe-Fe3C. Tipi di cristalli. Strutture fondamentali: ferrite, austenite, perlite, cementite, ledeburite. Trasformazioni strutturali degli acciai e delle ghise.

* 1.2.4 - Leghe non ferrose

* Cenni sui diagrammi di equilibrio delle leghe del rame (bronzi, ottoni).

* Cenni sui diagrammi di equilibrio delle leghe dell’alluminio (Al-Cu, Al-Mg-Si, Al-Si).

1.2.5 - Analisi metallografica

Esame microscopico delle leghe ferrose. Preparazione delle superfici. Il microscopio metallografico. Osservazione delle strutture.

Analisi microscopica di materiali metallici.

 

2 - TRATTAMENTI TERMICI DELLE LEGHE METALLICHE

2.1 - MEZZI ED APPARECCHIATURE

2.1.1 - Mezzi per riscaldare

Forni a muffola, forni a bagni di sale, forni elettrici a crogiolo e ad elettrodi immersi, forni ad atmosfera controllata, forni ad induzione.

2.1.2 - Mezzi per misurare la temperatura

Termometri a mercurio, termometri a resistenza elettrica, pirometri a coppia termoelettrica.

2.1.3 - Mezzi per raffreddare

Raffreddamento in acqua: fasi. Raffreddamento in olio, raffreddamento in bagni di sale.

2.2 - METODI

2.2.1 - Trattamenti termici degli acciai

La tempra: ciclo termico, temperatura di riscaldamento, durata del riscaldamento, velocità di raffreddamento. La martensite. Influenza del mezzo raffreddante. Indice di drasticità.

Prova di temprabilità Jominy.

Curve di Bain TTT per un acciaio eutettoide e per un acciaio non eutettoide: influenza della velocità di raffreddamento e relative strutture.

Curve di Bain TRC (o CCC) per raffreddamento continuo. Influenza degli elementi leganti.

Metodi di tempra: bainitica isotermica, termale o differita martensitica, interrotta, dolce, superficiale.

Il rinvenimento: scopo. Strutture di rinvenimento.

La ricottura: scopo. Tipi di ricottura: completa, di omogeneizzazione, isotermica, di coalescenza.

La normalizzazione.

Trattamenti termochimici di diffusione: scopo. Carbocementazione: tipi, temperatura di cementazione, durata, spessore efficace. Trattamenti dopo la cementazione. Nitrurazione: modo di esecuzione, vantaggi, spessore dello strato nitrurato.

2.2.2 - Trattamenti termici delle ghise

Cenni sui trattamenti di ricottura, tempra e rinvenimento delle ghise.

La Malleabilizzazione della ghisa (a cuore bianco ed a cuore nero).

* 2.2.3 - Trattamenti termici dei materiali non ferrosi

* Cenno sui trattamenti termici delle leghe del rame e delle leghe leggere

 

3 - MATERIALI PER IMPIEGHI SPECIALI

3.1 ACCIAI SPECIALI

Effetti prodotti dagli elementi aggiunti.

3.1.1 - Acciai al Nichel, al Cromo, al Tungsteno

Acciai inossidabili , Acciai per utensili.

3.2 - GHISE SPECIALI

Influenza degli elementi aggiunti. 

Cenno sulle principali ghise speciali. Le ghise sferoidali.

 

4 - IL TAGLIO DEI METALLI

4.1 - LA FORMAZIONE DEL TRUCIOLO

Teoria della formazione di truciolo. Il ricalcamento.

I parametri del taglio: profondità di passata, avanzamento e velocità di taglio.

Sezione di truciolo e Forza di strappamento.

Potenza necessaria per eseguire una lavorazione.

Tempo attivo di macchina.

La velocità di taglio secondo Taylor. Le usure. Velocità economica di taglio.

Truciolabilità. I diversi tipi di truciolo.

La finitura delle superfici: rugosità e sua misura.

4.2 - MATERIALI PER UTENSILI

Qualità. Tipi di materiale: acciaio al carbonio, acciaio rapido e super rapido, carburi metallici sinterizzati, materiali ceramici. Il nitruro cubico di boro.

* 4.3 - FLUIDI DA TAGLIO

* Requisiti. Classificazione. Caratteristiche richieste secondo la lavorazione e secondo il materiale da lavorare.

4.4 - LE MACCHINE UTENSILI PER ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO

Definizione, caratteristiche, tendenze costruttive.

4.4.1 - Organi di comando

Cenni sui principali organi di comando delle Macchine Utensili: * motori, cinghie, cambi di velocità, mandrino, guide, vite madre, * circuiti idraulici.

4.4.2 – Procedure di sicurezza

Istruzioni ed accorgimenti da seguire nei reparti di lavorazione.

4.5 - LAVORAZIONI PER ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO

4.5.1 - Tornitura

Il tornio parallelo: le parti, i moti, la trasmissione del moto.

L’utensile da tornio e sue parti. Nomenclatura degli utensili da tornio secondo le norme UNI. Angoli caratteristici dell’utensile da tornio e considerazioni su di essi.

* Controllo degli angoli caratteristici di un utensile.

Forze applicate all’utensile da tornio. Sforzo di strappamento.

Utilizzazione razionale della macchina utensile: scelta dei parametri di taglio, calcolo della potenza assorbita. Calcolo del tempo attivo di macchina nelle principali lavorazioni di tornitura.

Scheda di macchina. Diagrammi a ventaglio e logaritmici: loro costruzione ed impiego.

Torni a torretta: tipi. Cenni sulle camme a tamburo e a bocciuolo: tracciamento del profilo.

Cenni sui torni a copiare.

Lavorazioni di tornitura cilindrica, piana, conica e di filettature, finalizzate all’ottimizzazione dei parametri di taglio per l’utilizzazione economica della macchina.

Controllo della conicità mediante barra-seno, delle filettature mediante micrometro a punta e capruggini e della finitura mediante rugosimetro.

4.5.2 - Fresatura

Classificazione delle fresatrici. Procedimenti di fresatura. Trasmissione della potenza e del moto.

Nomenclatura delle frese: tipi di dentatura, esecuzione delle frese, angoli caratteristici, frese unificate.

Parametri di fresatura. Formazione del truciolo nella fresatura periferica e frontale. Forze applicate all’utensile fresa. Rappresentazione della forza di taglio. Accorgimenti da seguire per la buona esecuzione di una spianatura con frese frontali.

Utilizzazione razionale della macchina utensile: scelta dei parametri di taglio, potenza assorbita dalla fresa. Calcolo del tempo attivo di macchina nelle operazioni di fresatura.

Lavorazioni di fresatura periferica e frontale, finalizzate all’ottimizzazione dei parametri di taglio per l’utilizzazione economica della macchina.

         * Taglio delle ruote dentate cilindriche a denti diritti mediante fresa modulare ed apparecchio divisore.

Cenno sul taglio delle ruote dentate mediante utensile creatore.

* Esecuzione di ruote dentate e loro controllo mediante calibro a doppio nonio e micrometro a piattelli

4.5.3 - Foratura

La punta elicoidale: esecuzione N, D, T; angoli caratteristici.

Scelta dei Parametri di taglio nella trapanatura. Calcolo della Sezione di truciolo e della Forza di taglio.

Determinazione del Tempo di macchina.

Tolleranza e finitura conseguibili con l’alesatura.

4.5.4 - Rettificatura

Costituzione delle mole: abrasivi, cementi. Designazione delle mole.

Tipi di lavorazioni con rettifica. Parametri di lavoro. Formazione del truciolo nella rettificatura. Potenza assorbita. Calcolo del tempo attivo di macchina nelle operazioni di rettificatura.

4.5.5 - Lavorazioni con macchine a moto rettilineo

La brocciatura. Le brocce: caratteristiche geometriche e proporzionamento. Parametri di taglio, potenza assorbita e calcolo del tempo attivo.

 

N.B.: Gli argomenti con asterisco in carattere corsivo costituiscono i temi di approfondimento per gli allievi interessati.

          Gli argomenti in corsivo di color fucsia costituiscono le attività di laboratorio e dei esercitazione pratica.