Materiais de Construção Mecânica I

Código:

EM0022

Sigla:

MCM I

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Materiais

Ocorrência: 2012/2013 - 2S

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
MIEM	232	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	2	-	6	56	160

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Conhecimentos e compreensão das propriedades mecânicas das ligas metálicas e do modo como obter essas propriedades através da selecção adequada de materiais e (ou) tratamentos térmicos, mecânicos ou termoquímicos.

Resultados de aprendizagem e competências

Espera-se que no fim das primeiras cinco semanas os alunos 1 - Sejam capazes de compreender e antecipar as microestruturas dos aços e ferros fundidos e relacioná-las com a composição química e as velocidades de arrefecimento impostas pelos diversos tratamentos térmicos. 2 - Sejam capazes de relacionar as microestruturas obtidas com as propriedades mecânicas dependentes delas: resistência, ductilidade e tenacidade. Espera-se que no final do período lectivo, os alunos 3 - Conheçam a nomenclatura e objectivos dos principais estados de fornecimento das ligas metálicas e respectivos tratamentos térmicos. 4 - Sejam capazes de discutir a selecção de aços, ferros fundidos e ligas não ferrosas baseando-se nas propriedades mecânicas previstas em função da composição química e estado de fornecimento 5 - Sejam capazes de projectar e compreender tratamentos térmicos para objectivos pré- definidos. 6 - Saibam como antecipar a necessidade de seleccionar materiais, revestimentos, tratamentos superficiais químicos ou termoquímicos, tendo em conta a resistência à corrosão, facilidade do processo de fabrico e reciclabilidade das soluções propostas.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Conceitos mecânicos e metalurgicos de comportamento mecânico.

Diagramas de equilibrio de ligas metálicas.

Programa

LIGAS FERRO CARBÓNICAS 1 - Diagrama de Equilíbrio das Ligas Fe-C 1.1 Variedades alotrópicas do Ferro 1.2 Fases e constituintes do diagrama Fe-C 1.3 Influência dos elementos de liga nos domínios ferrítico e austenítico 2 - Diagramas de transformação da austenite 2.1 Influência dos elementos de liga 2.2 Influência das condições de austenitização 3 - Transformações martensíticas. Noção de temperabilidade 4 - Tratamentos térmicos das ligas Fe-C 5 - Aços de construção 5.1 Aços de construção ao carbono. Características mecânicas. Tratamentos térmicos 5.2 Aços de construção de liga. Características mecânicas. Tratamentos térmicos 5.3 Algumas classificações dos aços de construção i) Composição química ii) Utilização 5.4 Tratamentos termoquímicos: cementação, nitruração e carbonitrutração. 6 - Aços de Ferramentas 6.1 A classificação dos aços de ferramentas segundo a norma AISI-SAE 6.2 A dureza e a temperabilidade nos aços de ferramentas 6.3 A temperatura de austenitização nos aços de ferramentas 6.4 Aço de ferramentas de trabalho a frio. Aço de ferramentas de trabalho a quente e aços indeformáveis 6.5 Aços rápidos. Tratamentos térmicos. Desestabilização da austenite no revenido 7 - Aços Inoxidáveis 7.1 Tipos estruturais; aços ferríticos, austeníticos e martensíticos 7.2 Oxidação. Corrosão. Tipos de corrosão. A corrosão intergranular nos aços inoxidáveis 7.3 Tratamentos térmicos dos aços inoxidáveis 7.4 Características mecânicas nos aços inoxidáveis 8 - Aços de Precipitação Estrutural:os aços maraging 8.1 Tratamentos térmicos 8.2 Características mecânicas. Vantagens e limitações da sua utilização 9 - Ferros fundidos. Generalidades. Tipos 9.1 Factores que influenciam a formação de grafite no estado sólido e no estado liquido. 9.2 Os ferros fundidos cinzentos. A inoculação. Propriedades mecânicas. Efeitos da matriz e do tipo de grafite. 9.3 Os ferros fundidos dúcteis. O tratamento de nodularização. Propriedades mecânicas. 9.4 Os ferros fundidos maleáveis. Tratamentos térmicos. Propriedades mecânicas e tecnológicas. LIGAS NÃO FERROSAS 10 - Ligas de Cobre 10.1 O Cobre puro, propriedades 10.2 As ligas Cobre-Zinco: os latões. Tipologia e propriedades mecânicas. i) Ligas monofásicas ii) Ligas bifásicas 10.3 Problemas específicos de corrosão nos latões 10.4 As ligas Cobre-Estanho (bronzes) i) Tipos de bronzes ii) Os bronzes como materiais anti-fricção 11 - Ligas de Alumínio 11.1 Alumínios tratáveis e não tratáveis termicamente 11.2 Processos de endurecimento por precipitação estrutural: os duralumínios 11.3 Os alumínios de fundição. Características e propriedades mecânicas. 12 - Ligas de Zinco. Ligas de Magnésio. Tipos. Características mecânicas. Tratamentos Térmicos. 13 - Ligas de Titânio. Tipos. Características mecânicas. Tratamentos Térmicos. Ligas com memória de forma

Bibliografia Obrigatória

Smith, William F.; Principios de ciência e engenharia dos materiais. ISBN: 972-8298-68-4
Askeland, Donald R.; The science and engineering of materials. ISBN: 0-7487-4083-X
Soares, Pinto; Aços

Bibliografia Complementar

Rauter, R.O.; Aços de Ferramentas, Livros Técnicos e Científicos Ed, Rio de Janeiro, 1994
Stahlschlussel, Verlag Stahlschlussel, 210

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Para além das aulas teóricas existem aulas práticas de conteúdo experimental onde cada grupo de 2 alunos faz o estudo de uma liga metálica compreendendo genericamente: 1 -Recolha de dados bibliográficos sobre a liga distribuída 2 -Comparação do material distribuído com grupos de outros materiais 3 -Realização de um estudo experimental para estudar a influência de alguns tratamentos térmicos nas características mecânicas das ligas metálicas estudadas

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	70,00
Trabalho prático laboratorial sobre ligas metálicas	Trabalho laboratorial	40,00	30,00	2013-05-29
Exame Final	Exame	2,00	70,00	2013-07-17
	Total:	-	100,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Estudo	Estudo autónomo	50	2012-07-13
	Total:	50,00

Obtenção de frequência

Frequência de pelo menos 75% das aulas práticas

Fórmula de cálculo da classificação final

Nota final = 30% da nota do trabalho prático + 70% da nota do exame final ou de recurso Nota mínima no exame = 7,0 vals

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Nos casos especiais em que os alunos estejam dispensados da frequência das aulas práticas a realização do trabalho prático é facultativo, ou seja: 1)-Realizam, apesar de facultativo o trabalho prático que é contabilizado (30%) como para um aluno de inscrição normal ou 2)-Realizam unicamente um exame final (100%)

Melhoria de classificação

Só a parte do exame é susceptível de melhoria. A fórmula de cálculo da nota final para a melhoria de classificação mantem-se relativamente à usada para o cálculo da nota que o aluno quer melhorar.

Observações

Os alunos com frequência e nota de trabalho prático no ano anterior tem duas alternativas: 1)-Frequentarem de novo as aulas praticas e realizarem novo trabalho prático ou 2)-Submeterem-se apenas a exame final, sendo-lhes contado a nota do ano anterior. Esta contagem da nota do trabalho prático do ano anterior é válida para um período de 1 ano. Na nota do trabalho prático está icluída diversa informação relativa à avaliação distribuida do aluno como assiduidade, trabalhos efectuados na aula, minitestes e principalmente o relatório e discussão do trabalho prático apresentado.