Tecnologia dos Materiais

 

Engenharia Mecânica, Publicação em Diário da República - Despacho nº 14312/2015 - 02/12/2015

5 ECTS; 2º Ano, 1º Semestre, 15,0 T + 15,0 PL + 30,0 TP + 3,50 OT

Docente(s)
- Carlos Alexandre Campos Pais Coelho

Pré-requisitos
Embora não seja obrigatório, será útil a aprovação à UC Ciência e Engenharia dos Materiais

Objetivos
Caracterizar os diferentes tipos de materiais: metais e ligas metálicas, polímeros, cerâmicos e materiais compósitos.
Conhecer os diversos tratamentos térmicos realizados em ligas metálicas e os seus objectivos em termos microstruturais e de propriedades mecânicas.
Conhecer o processamento adequado para cada tipo de material: metais e ligas metálicas, polímeros, cerâmicos e materiais compósitos.
Familiarização com as técnicas de caracterização metalográfica: análise microstrutural e avaliação mecânica.

Programa
1. Produção industrial das ligas ferrosas
- Matérias-primas da indústria siderúrgica
- Elaboração do aço e do ferro fundido
- Vazamento do aço e seu processamento

2. Sistema de ligas ferro-carbono
- Estruturas cristalinas e propriedades do ferro
- Solubilidade do carbono no ferro
- Influência do carbono nos pontos de transformação do ferro
- Diagramas de equilíbrio metaestável e estável do sistema de ligas Fe-C
- Classificação das ligas Fe-C: aços e ferros fundidos

3. Aços não ligados
- Composição química
- Pontos de transformação
- Microestruturas resultantes da transformação da austenite: transformação com difusão, martensítica e bainítica
- Propriedades dos constituintes microestruturais
- Relação entre microestrutura e propriedades mecânicas

4. Aços ligados
- Limitações dos aços não ligados; objectivos da adição de elementos de liga
- Distribuição dos elementos de liga; elementos carburígenos e não carburígenos
- Influência dos elementos de liga no equilíbrio Fe-C
- Influência dos elementos de liga sobre os constituintes microestruturais dos aços
- Aços inoxidáveis – características e propriedades

5. Tratamentos térmicos dos aços
- Recozimento de homogeneização; completo; de normalização; de globulização; de regeneração do grão; subcrítico
- Têmpera; austenitização, velocidade crítica de têmpera, meios de têmpera, temperabilidade, penetração de têmpera e dureza máxima; factores influentes na temperabilidade; determinação da temperabilidade, ensaios de temperabilidade; defeitos de têmpera; austêmpera e martêmpera
- Diagramas de transformação da austenite (transformação isotérmica e transformação em arrefecimento contínuo); influência dos elementos de liga e das condições de austenitização
- Revenido; etapas em aços não ligados e ligados; fragilização por revenido
- Tratamentos de endurecimento superficial; têmpera superficial; tratamentos termoquímicos
- Tratamentos termomecânicos

6. Classificação dos aços

7. Ferros fundidos
- Produção dos ferros fundidos
- Estudo da transformação nos ferros fundidos através do diagrama de ligas Fe-C estável e metaestável
- Classificação, características e aplicações
- Tratamento térmicos dos ferros fundidos

8. Materiais metálicos não ferrosos
- Cobre e suas ligas; Zinco e suas ligas; Ligas leves: Alumínio e suas ligas, Titânio e suas ligas e outras.
- Características, processamento e aplicações

9. Materiais não metálicos
- Materiais poliméricos; termoplásticos, termoendurecíveis e elastómeros: estrutura, características e processamento;
- Materiais cerâmicos; cerâmicos tradicionais e técnicos, vidros: estrutura, características e processamento;
- Materiais compósitos; fibras e matrizes; estrutura, características e processamento

10. Introdução às técnicas de caracterização metalográfica
- Preparação de amostras metálicas para análise metalográfica
- Observação microscópica e alguns ensaios mecânicos.

Metodologia de avaliação
Os alunos são avaliados por meio de provas escritas e de trabalhos individuais e de grupo, sendo estes últimos trabalhos obrigatórios em qualquer época.
Frequências: 2 provas escritas (70%) + trabalhos de grupo (30%)
Exames: 1 prova escrita (70%) + trabalhos de grupo (30%).
Em cada prova escrita o aluno deverá ter um mínimo de 7,5 valores para aprovação. Nos trabalhos práticos é obrigatórios, para aprovação, nota superior a 10 valores.

Bibliografia
- Coelho, C. (2021). Apontamentos do docente. .: .
- Smith, W. (1996). Princípio de Ciência e Engenharia dos Materiais. .: MC Graw Hill
- Soares, P. (1992). Aços - Características e Tratamentos Térmicos. Porto: Livroluz
- Catálogo de Aços da Thyssen.(1996, 0 de ---). ., pp. 1-126.

Método de interação
Aulas teóricas expositivas, aulas teorico-praticas de resolução de exercicios e trabalhos laboratoriais.
Visitas técnicas.

Software utilizado nas aulas
Não aplicável

 

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável