Estrutura e Propriedades dos Materiais

Código:

M.EMAT008

Sigla:

EPM

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciência e Tecnologia de Materiais

Ocorrência: 2024/2025 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Metalurgia, Materiais e Processos Tecnológicos
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Engenharia de Materiais

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M.EMAT	0	Plano de estudos oficial	1	-	6	52	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

O objetivo desta unidade curricular é introduzir o conceito de cristal, explicar a relação entre a estrutura cristalina, os defeitos e as propriedades mecânicas de monocristais e policristais. Através do estudo da cristalografia das transformações de fases e dos processos de formação de microestruturas, os estudantes poderão adquirir os conhecimento essenciais da ciência dos materiais e, dessa forma, usar a relação entre estrutura e as propriedades para projetar e modificar materiais de engenharia.

Resultados de aprendizagem e competências

Após frequentar esta unidade curricular, os estudantes deverão ser capazes de:

Classificar os materiais de engenharia.

Entender a relação processamento-microestrutura-propriedades.

Conhecer o impacto da estrutura cristalina nas propriedades dos materiais.

Conhecer os principais métodos para o processamento de materiais e entender os seus efeitos na microestrutura.

Descrever a influência das condições externas no comportamento dos materiais: fissuras, temperatura e cargas cíclicas.

Ser capaz de selecionar diferentes estratégias para modificar a microestrutura dos materiais para obter as propriedades desejadas.

Conhecer o conceito de vida útil e as metodologias básicas para melhorar a resistência à fratura.

Sugerir metodologias de teste para a caracterização de diferentes materiais.

Através de trabalhos de laboratório e elaboração de relatórios, os estudantes podem desenvolver suas competências de trabalho em equipa e comunicação de resultados científicos, escrita e oral.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

Estruturas cristalinas. Difração de raios-X.

Defeitos cristalinos: pontuais e lineares – deslocações e a deformação plástica. Defeitos planares.

Comportamento mecânico de monocristais e policristais.

Difusão no estado sólido, mecanismos de difusão, velocidade de difusão e perfis de composição. A difusão no processamento de materiais.

Diagramas de fase. Regra das fases. Diagramas binários e ternários. Curvas de arrefecimento e microestruturas. Análise de diagramas importantes.

Solidificação: nucleação, solidificação de metais puros e de ligas. Estruturas de solidificação.
Transformações de fase no estado sólido: nucleação e crescimento. Cinética.

Mecanismos de endurecimento: deformação, solução sólida, tamanho de grão e precipitação.

Influência do recozimento no processamento dos materiais. Restauração, recristalização e crescimento de grão.

Fratura: morfologia das superfícies de fratura. Fratura frágil e dúctil. Fator de intensidade de tensão. Tenacidade à fratura.
Fadiga. Fluência

Bibliografia Obrigatória

Wendelin Wright and Donald Askeland; The Science and Engineering of Materials, Enhanced Edition, CL Engineering, 2021. ISBN: 978-0357447864

Bibliografia Complementar

Robert W. Cahn; Physical metallurgy. ISBN: 0-444-89875-1

Observações Bibliográficas

Os alunos terão também acesso às apresentações preparadas pelos docentes

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

O ensino é baseado em exposições, resolução de exercícios e discussão de casos estudo. Vídeos e simulações serão usados para demonstrar e complementar alguns dos tópicos da palestra. Para  aprofundar o conhecimento e melhorar compreensão dos estudantes, sobre as estratégias para aumentar a resistência dos materiais e prevenir a fratura, os estudantes fazem revisões bibliográficas sobre os tópicos das aulas e discutem casos de estudo que são nas aulas.

Nas aulas de laboratório, os estudantes pesquisam um tema relacionado com os conteúdos das aulas, propõem um projeto e executam o trabalho experimental necessário o seu desenvolvimento. Os resultados do projeto e a sua discussão serão apresentados num relatório escrito e discutidos na aula.

A avaliação é baseada nas classificações do trabalho laboratorial (incluindo relatório escrito, apresentação oral e discussão dos resultados) e dos dois testes escritos.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de materiais
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia mecânica > Metalurgia

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Defesa pública de dissertação, de relatório de projeto ou estágio, ou de tese	40,00
Teste	60,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Elaboração de relatório/dissertação/tese	48,00
Estudo autónomo	52,00
Frequência das aulas	52,00
Elaboração de projeto	10,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Regras gerais em vigor na FEUP para a frequência de aulas práticas.
Avaliação das aulas práticas superior a 9 valores.

Fórmula de cálculo da classificação final

Classificação Final = 0,6 damédia das notas dos testes  + 0,4 da nota global do trabalho prático.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Fazer um exame e realizar uma trabalho prático laboratorial cujos resultados devem ser apresentados num relatório escrito.

Melhoria de classificação

Realizar um exame para substituir a nota do anterior.

Observações

A UC tem só uma estudante inscrita neste ano letivo. Tendo em consideração que esta estudante frequentou a UC no ano transato, foi decidido que as aulas teórico-práticas decorreriam em regime tutorial. Pelo contrário, as aulas práticas laboratoriais serão novamente frequentadas.