Il modulo di metallurgia mira a illustrare i principali processi per la produzione dell'acciaio e a fornire una panoramica sulla classificazione e nomenclatura di acciai e leghe metalliche, oltre a introdurre le tecniche per la preparazione e l'osservazione di campioni metallografici. Il modulo di corrosione si propone di spiegare i processi corrosivi sia dal punto di vista teorico che pratico, offrendo una visione dei problemi tipici nei vari ambienti e delle tecniche di prevenzione e protezione dei materiali metallici in situazioni specifiche.
D1 - Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente acquisirà conoscenze sui principali processi metallurgici e leghe metalliche di interesse ingegneristico, nonché sulle principali tipologie di fenomeni corrosivi, le loro cause e i metodi di prevenzione.
D2 - Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente sarà in grado di riconoscere i diversi metalli, le tipologie di fenomeni corrosivi e le loro cause.
D3 - Autonomia di giudizio: lo studente dovrà essere in grado valutare in modo critico quale lega metallica e quale tecnica di protezione siano più appropriate per un determinato ambiente, applicazione o componente ingegneristico.
D4 - Abilità comunicative: lo studente sarà in grado di descrivere, sia in forma scritta che orale, le proprietà metallurgiche, i fenomeni corrosivi e la loro prevenzione utilizzando un linguaggio adeguato.
D5 - Capacità di apprendimento: lo studente saprà interpretare e impiegare le informazioni ottenute da manuali, schede di prodotto e normative tecniche per selezionare leghe metalliche per la realizzazione di componenti ingegneristici, nonché per progettare e dimensionare la loro protezione da fenomeni corrosivi in determinati ambienti.

Chimica, Materiali per l’Ingegneria (ex Scienza e Tecnologia dei materiali).

Metallurgia. Aspetti teorici: richiami di metallurgia fisica e di termodinamica; diagrammi di Ellingham. Metallurgia estrattiva del ferro, schema di funzionamento e reazioni dell’altoforno; confronto tra ciclo siderurgico integrale e riduzione diretta; cenni di metallurgia estrattiva di altri metalli di interesse tecnologico. Funzionamento dei principali forni convertitori autogeni e non autogeni forni elettrici; forni convertitori in vuoto e atmosfera controllata. Leghe metalliche di interesse ingegneristico: classificazione e principali proprietà.
Corrosione. Aspetti teorici: definizione di cella elettrochimica ed elettrodi; meccanismo elettrochimico, elettrodi di riferimento e potenziali standard di riduzione; equazione di Nernst. Termodinamica: diagrammi di Pourbaix. Cinetica: velocità di corrosione, densità di corrente; sovrapotenziali, equazione di Tafel; polarizzazione di attivazione; polarizzazione per concentrazione e corrente limite; fenomeni di passivazione; curve catodiche di sviluppo idrogeno e riduzione ossigeno; diagrammi di Evans. Corrosione a umido: morfologia di corrosione, accoppiamento galvanico, corrosione localizzata, corrosione selettiva, erosione-corrosione, corrosione per sfregamento, cedimento indotto dall’ambiente. Corrosione a secco e ad alta temperatura: circuito equivalente, ossidi protettivi e cinetica di formazione degli ossidi, coating per alta temperatura e materiali refrattari. Ambienti corrosivi: atmosfera, acqua dolce, acqua marina, terreno, ambiente biologico, calcestruzzo. Protezione: classificazione degli interventi; modifica dei fattori influenzanti: metallo, ambiente, inibitori; modifica superficiale: trattamenti di pulizia, rivestimenti; vernici e pitture: composizione e meccanismo di protezione, pigmenti anticorrosivi; protezione elettrica.
Laboratorio: Preparazione e osservazione di campioni metallografici; elettrodeposizione di coating metallici; anodizzazione.

METALLURGIA
S. K. Dutta, Y. B. Chokshi, “Basic Concepts of Iron and Steel Making”, Springer, 2020, ISBN 978-981-15-2436-3
W. Nicodemi, “Metallurgia. Principi generali”, Zanichelli, 2007, ISBN 978-8808067876
F. Felli, C. Venditozzi, “Fondamenti di Metallurgia per l’Ingegneria”, Esculapio, 2019, ISBN 978-88-9385-096-4
M. V. Boniardi, A. Casaroli, "Metallurgia degli Acciai - parte prima" https://re.public.polimi.it/handle/11311/1235748
M. V. Boniardi, A. Casaroli, "Metallurgia degli Acciai - parte seconda" https://re.public.polimi.it/handle/11311/1235747

CORROSIONE
P. Pedeferri, “Corrosion Science and Engineering”, Springer, 2018, ISBN 978-3-319-97624-2
P. Pedeferri, “Corrosione e protezione dei materiali metallici”, Vol.1 e 2, Polipress, 2010, ISBN ‎ 978-8873980612
R. W. Revie, “Uhlig’s Corrosion Handbook”, Wiley, 2011, ISBN 978-0-470-08032-0
P. R. Roberge, “Handbook of Corrosion Engineering”, McGraw-Hill Education, 2019, ISBN 978-1-26-011696-0

Metallurgia. Aspetti teorici: richiami di metallurgia fisica (diagrammi di stato, meccanismi di rafforzamento delle leghe metalliche, regole di Hume-Rothery) e di termodinamica; diagrammi di Ellingham (costruzione e interpretazione). Metallurgia estrattiva: cenni storici, metallurgia estrattiva del ferro, schema di funzionamento e reazioni dell’altoforno; confronto tra ciclo siderurgico integrale e riduzione diretta; cenni di metallurgia estrattiva di altri metalli di interesse tecnologico. Raffinazione: cenni storici e schemi di funzionamento dei principali forni convertitori autogeni (Bessemer, Thomas, convertitori ad ossigeno) e non autogeni (Martin-Siemens, a fornace aperta); forni elettrici; forni convertitori in vuoto e atmosfera controllata. Leghe metalliche di interesse ingegneristico (leghe del rame, alluminio, titanio, magnesio, nichel; cenni su leghe a memoria di forma): classificazione e principali proprietà.
Corrosione. Introduzione: definizione della corrosione, costi, danni, esempi. Aspetti teorici: definizione di cella elettrochimica ed elettrodi; meccanismo elettrochimico, elettrodi di riferimento e potenziali standard di riduzione; equazione di Nernst. Termodinamica: diagrammi di Pourbaix (costruzione e interpretazione). Cinetica: velocità di corrosione, densità di corrente; sovrapotenziali, equazione di Tafel; polarizzazione di attivazione; polarizzazione per concentrazione e corrente limite; fenomeni di passivazione; curve catodiche di sviluppo idrogeno e riduzione ossigeno; diagrammi di Evans (costruzione e interpretazione). Corrosione a umido: morfologia di corrosione, accoppiamento galvanico, corrosione localizzata (vaiolatura, in fessura), corrosione selettiva (dealligazione, intergranulare, sensibilizzazione degli acciai inossidabili), erosione-corrosione, corrosione per sfregamento, cedimento indotto dall’ambiente (tensocorrosione, corrosione-fatica, infragilimento da idrogeno). Corrosione a secco e ad alta temperatura: circuito equivalente, ossidi protettivi e cinetica di formazione degli ossidi, coating per alta temperatura e materiali refrattari. Ambienti corrosivi: atmosfera, acqua dolce, acqua marina, terreno, ambiente biologico, calcestruzzo. Protezione: classificazione degli interventi; modifica dei fattori influenzanti: metallo, ambiente, inibitori; modifica superficiale: trattamenti di pulizia, rivestimenti (metallici, strati di conversione, organici); vernici e pitture: composizione e meccanismo di protezione, pigmenti anticorrosivi; protezione elettrica: anodica, catodica, anodi sacrificali.
Laboratorio: Preparazione e osservazione di campioni metallografici; elettrodeposizione di coating metallici; anodizzazione.

Lezioni frontali; esperienze supervisionate in laboratorio

Il materiale di supporto alla didattica (slide proiettate a lezione, esercizi, documenti e link di approfondimento) verrà caricato sulla piattaforma Moodle parallelamente allo svolgimento delle lezioni in classe

Esame orale.
Il punteggio della prova d'esame è attribuito mediante un voto espresso in trentesimi.
Per superare l’esame (18/30) lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza almeno sufficiente degli argomenti trattati.
Per conseguire il punteggio massimo (30/30 e lode) lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente ed approfondita di tutti gli argomenti trattati durante il corso.