Metalurgia Mecânica

Código:

EM0017

Sigla:

MM

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Materiais

Ocorrência: 2007/2008 - 1S

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

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
LEM	0	Plano de estudos de transição para 2006/07	2	5	5	56	133
MIEM	202	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	2	-	5	56	133
		Plano de estudos de transição para 2006/07	2	-	5	56	133

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Aquisição de conhecimentos sobre o comportamento mecânico de materiais e estudo dos princípios metalúrgicos que explicam este comportamento.
Espera-se que no final do período lectivo o aluno tenha adquirido conhecimentos na área do comportamento mecânico e metalúrgico dos materiais e também:
- Seja capaz de comparar materiais de acordo com as propriedades mecânicas estáticas, cíclicas e dinâmicas.
- Saiba explicar o papel dos defeitos cristalinos e de outras variáveis metalúrgicas naquele comportamento mecânico
- Conheça os mecanismos de endurecimento possíveis, suas vantagens e limitações.
- Seja capaz de relacionar a microestrutura com as propriedades mecânicas através do estudo dos diagramas de equilíbrio.
- Adquira a capacidade experimental básica para utilizar as ferramentas metalúrgicas para o estudo dos materiais: ensaios mecânicos, dilatometria e metalografia.

Programa

I -ESTRUTURA METÁLICA E CRISTALIZAÇÃO

1 - Resistência dos materiais: Hipóteses básicas
2 - Comportamento elástico e plástico
3 - Tensão e deformação média
4 - Deformação por tracção
5 - Comportamento dúctil e frágil
6 - Ensaio de tracção
6.1 Medição das propriedades mecânicas de rigidez, resistência mecânica, ductilidade, resiliência e tenacidade
6.2 Determinação dos parâmetros definidores das propriedades mecânicas.
6.3 A curva real de tracção. Noção de coeficiente de encruamento.
7 - Conceitos de geometria dos cristais
8 - Células estruturais: Índices de Miller
8.1 Ìndices de Miller de planos e direcções dos sistemas cúbicos
8.2 Ìndices de compacidade linear, planar e volumétrico
8.3 Distâncias interplanares
8.4 Ìndices de planos e direcções do sistema hexagonal



II -DEFORMAÇÃO PLÁSTICA DE MONOCRISTAIS

1 - Tipos de defeitos de rede. Defeitos pontuais, lineares e planares.
1.1 Defeitos lineares: deslocações canto e parafuso.
1.2 Defeitos planares: falhas de empilhamento e limites de grão
2 - Deformação por deslizamento sem deslocações
3 - Tensão crítica de corte para o deslizamento
4 - Deformação nos monocristais: deslizamento e maclagem
5 - Bandas de deformação
6 - Microdeformação
7 - O encruamento nos monocristais – o endurecimento por deformação




III -DEFORMAÇÃO PLÁSTICA DE AGREGADOS POLICRISTALINOS

1 - Os limites de grão na deformação
2 - Fenómenos do patamar de cedência (limite de escoamento descontínuo)
3 - Envelhecimento por deformação
4 - Efeito Portevin Le Chatelier


IV -DIAGRAMA DE FASES

1 - Estrutura das ligas metálicas
2 - Energia livre de fases binárias e condições de equilíbrio. Regra da alavanca e regra das fases: influência da temperatura na solubilidade
3 - Diagramas Binários de Equilíbrio. Tipos de diagramas binários
3.1 Solubilidade ilimitada no estado sólido. Equilíbrio isomorfo binário
i) Quantidades relativas das fases presentes
ii) Análise térmica
iii) Solução sólida com estrutura ordenada
3.2 Insolubilidade no estado sólido. Eutéctico sem soluções sólidas terminais
i) Eutéctico normal ou anormal
ii) Compostos intermetálicos
3.3 Solubilidade parcial no estado sólido.
i) Eutéctico com soluções sólidas terminais
ii) O diagrama peritéctico
3.4 Outros tipos de diagramas binários
3.5 Reacções no estado sólido. Reacção eutectóide. Reacção peritectóide
4 - Transformações de fase fora de equilíbrio. Zonamento e envolvimento


V -PROCESSOS DE ENDURECIMENTO

1 - Endurecimento por solução sólida
2 - Deformação de agregados bifásicos .Endurecimento devido a partículas finas Endurecimento nos materiais fibrosos
3 - Endurecimento por precipitação estrutural. Os duralumínios

4 - Endurecimento por transformação martensítica. Os aços tratados.
5 - Estruturas deformadas a frio
5.1 Recozido de metais trabalhados a frio; restauração: cristalização
5.2 Orientação preferencial: texturas mecânica e cristalográfica



VI -ENSAIOS MECÂNICOS

1 - Ensaios de Dureza: durezas Brinell, Vickers e Rockwell. As durezas de ressalto.
2 - Ensaios de tenacidade ao choque
2.1 Condições gerais do ensaio
2.2 Definições da temperatura de transição
2.3 Factores promotores de roturas frágeis
2.4 Fractografia das roturas dúctil e frágil
3 - Ensaio de Fadiga
3.1 Introdução à fadiga de materiais de construção mecânica.
3.2 Caracterização dos materiais em fadiga. Curvas de Wohler. Definição de tensão limite de fadiga
3.3 Fadiga elástica e oligocíclica. Leis de Basquin e Coffin-Manson.
3.4 A propagação de fissuras de fadiga. A lei de PARIS
3.5 Implicações práticas do conhecimento dos mecanismos de fadiga, os endurecimentos superficiais por cementação e nitruração
4 - Ensaio de fluência
4.1 Comportamento mecânico a altas temperaturas, a curva de fluência
4.2 Caracterização do comportamento à fluência: os parâmetros de extrapolação de LARSON-MILLER e MANSON-HAFERD
4.3 As ligas metálicas empregues a altas t

Bibliografia Obrigatória

Smith, William F.; Principios de ciência e engenharia dos materiais. ISBN: 972-8298-68-4
Dieter, George E.; Metalurgia mecânica

Bibliografia Complementar

Askeland, Donald R.; The science and engineering of materials. ISBN: 0-534-55396-6
Barralis, Jean; Prontuário de metalurgia. ISBN: 972-31-1106-3

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

A disciplina de Metalurgia Mecânica inclui para além das aulas teóricas, turmas de aulas teórico-práticas onde são versados os seguintes temas:
1 -Cristalografia
2 -Comportamento Mecânico
3 -Diagramas de equilíbrio
4 - Ferramentas de apoio à Metalurgia
- Temperaturas
- Metalografia
- Ensaios Mecânicos
Serão realizados trabalhos práticos experimentais versando a matéria dada nas aulas teóricas. Far-se-ão ainda demonstrações de ensaios mecânicos, de material metalográfico e de tratamentos térmicos.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Aulas da disciplina (estimativa)	Participação presencial	56,00
Testes	Exame	4,00		2007-12-21
Trabalhos Experimentais	Trabalho escrito	30,00		2007-12-21
	Total:	-	0,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Estudo	Estudo autónomo	45	2007-12-21
	Total:	45,00

Obtenção de frequência

Frequentar pelo menos 75% das aulas práticas

Fórmula de cálculo da classificação final

Existirão dois testes intercalares. O primeiro será realizado a meio do semestre e outro na última semana de aulas.
Nota final = 20% da média dos trabalhos práticos + 80% da média das notas dos exames intercalares.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Exame final

Melhoria de classificação

Observações

Os alunos que tenham obtido frequência no ano lectivo anterior podem:
a)Submeter-se a nova avaliação igual à dos alunos que frequentam a disciplina pela primeira vez neste ano
b)Submeter-se unicamente a exame final. A nota referente à informação prática é igual à média dos trabalhos práticos do ano anterior