Diagramas de Equilíbrio

Código:

EMM0015

Sigla:

DEQUI

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências de Engenharia

Ocorrência: 2012/2013 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Metalurgia
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEMM	37	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	2	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Justificação
O conhecimento e a compreensão dos Diagramas de Equilíbrio de fases são essenciais para a Engenharia de Materiais uma vez que as propriedades dos materiais são controladas pela microestrutura que, por sua vez, é controlada pelo percurso térmico da liga.
Os Diagramas de Equilíbrio de fases são a fundação para a realização da investigação básica em materiais, em áreas tão diferentes como a solidificação, crescimento de cristais, ligações, reacções no estado sólido, transformações de fase, oxidação, etc. Por outro lado, os diagramas de equilíbrio de fases são também um roteiro para o design de materiais e optimização do seu processamento, servindo como ponto de partida para a manipulação das variáveis do processamento no sentido de alcançar a microestrutura pretendida.

Objetivos
O objectivo desta unidade curricular é permitir aos estudantes adquirir os conhecimentos necessários à interpretação dos diagramas de equilíbrio de fases, compreender as transformações de fases e interpretar a evolução microestrutural das ligas. Apesar da maioria dos diagramas se referirem ao estado e microestruturas de equilíbrio, também são úteis para a compreensão das estruturas fora de equilíbrio; frequentemente mais interessantes que as de equilíbrio devido às propriedades alcançadas.
Os materiais de interesse estendem-se dos monocomponente aos multicomponente. Embora muitos dos sistemas industriais de interesse possam ser adequadamente representados por diagramas de equilíbrio binários, diagramas ternários ou de ordem superior são frequentemente necessários para a compreensão de sistemas mais complexos, tais como algumas ligas industriais, escórias ou materiais cerâmicos.

Competências e resultados de aprendizagem
As propriedades mecânicas dos materiais de engenharia dependem fortemente da microestrutura. Assim, e com base nesta premissa, com a frequência desta unidade curricular os estudantes deverão:
1) compreender as bases cientificas dos diagramas de equilíbrio de fases;
2) conhecer as relações entre a composição química, a temperatura e a composição fásica, sendo capazes de as aplicar aos mais variados sistemas;
3) possuir os conhecimentos básicos sobre a formação das microestruturas e da sua influência sobre as propriedades dos materiais;
4) usar os diagramas de equilíbrio de fases como ponto de partida para o estabelecimento da evolução microestrutural dos materiais com a variação da temperatura.

Programa

Introdução.
A regra das fases de Gibbs.
Diagramas de equilíbrio unários.
- Alotropia.
Diagramas de equilíbrio binários
- Sistemas binários isomorfos.
- Regra da alavanca.
- Reacções eutéctica, eutectoide, monotéctica, peritéctica, peritectoide e sintéctica binárias.
- Transformações congruentes.
- Diagramas de equilíbrio binários complexos.
Diagramas de equilíbrio ternários
- O modelo espacial ternário
- Linhas conjugadas e triângulos conjugados.
- Sistemas isomorfos.
- Equilíbrios trifásicos.
- Equilíbrios tetrafásicos:
- fases intermédias (fusão congruente e incongruente).
- Imiscibilidade no estado líquido.
- Diagramas de equilíbrio ternários complexos.

Bibliografia Obrigatória

Rhines, Frederick N.; Phase Diagrams in Mettalurgy
D. R. F. West; Ternary equilibrium diagrams. ISBN: 0412493101
Batista, João Lopes; Diagramas de fases. ISBN: 972-8021-72-0

Bibliografia Complementar

Saunders, N.; Calphad. ISBN: 0-08-0421296

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas de exposição seguidas da apresentação e discussão de exemplos práticos que permitam uma melhor compreensão dos conceitos. Apresentação e resolução de problemas-tipo; colocação de problemas e questões que os alunos procuram resolver em pequenos grupos. O docente acompanha a resolução, esclarecendo as dúvidas que vão surgindo de forma a desenvolver as competências dos alunos na resolução de problemas de Engenharia.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de materiais

Tipo de avaliação

Avaliação por exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	56,00
Testes	Exame	4,00		2013-02-08
	Total:	-	0,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Estudo de acompanhamento das aulas teórico-práticas	Estudo autónomo	56	2012-12-14
Preparação para testes	Estudo autónomo	46	2013-02-08
	Total:	102,00

Obtenção de frequência

Em disciplinas sem uma componente laboratorial, este conceito não se aplica.

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final terá por base o resultado obtido no exame, sem consulta, que terá lugar no final do semestre.

Provas e trabalhos especiais

Não aplicável

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os alunos abrangidos pelo ponto 4 do Artigo 3º das Normas Gerais de Avaliação serão avaliados pela realização de uma prova escrita sem consulta, com uma duração máxima de 2h 30m.

Melhoria de classificação

A melhoria da classificação pressupõe a inscrição na disciplina no ano lectivo seguinte ao da obtenção da respectiva aprovação.

Observações

São pré-requisitos da disciplina conhecimentos de Química I e II, e Introdução à Engenharia de Materiais I e II.