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Materiais
| Código: |
EEC22125 |
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Sigla: |
MAT |
| Áreas Científicas: |
Mecânica dos Meios Sólidos |
Ocorrência: 2011/2012 - 2S
Cursos
Língua de Ensino
Português
Objectivos
Esta u.c. visa contribuir para o conhecimento geral dos materiais de engenharia, nomeadamente:
Usar o material adequado a uma dada aplicação;
Compreender a relação entre propriedades, estrutura e processamento;
Reconhecer a necessidade de realizar projecto inovador com novos materiais.
Programa
1. FUNDAMENTOS
1.1-Tipos de materiais usados em engenharia
1.2- Ligação química. Ligações fortes :covalente, iónica e metálica. Ligações fracas
1.3- Sólidos amorfos e sólidos cristalinos
1.4- Empacotamento atómico em cristais, polímeros e vidros. Densidade
1.5- Estruturas cristalinas. Índices cristalográficos
1.6- Noção de policristal. Grão e limite de grão
1.7- Defeitos cristalinos: pontuais, lineares e bidimensionais
1.8- Diagrama de fases. Princípios termodinâmicos. Solidificação. Noção de liga: ligas binárias e ternárias. Transformações de fase no estado sólido
2. METAIS
2.1- Ferro e aços. Diagrama Fe-C. Transformações de fase com difusão e a transformação martensítica. Microestrutura do aço. Efeito dos elementos de liga. Classificação dos aços.
2.2-Corrosão. Fundamentos electroquímicos. Tipos de corrosão. Protecção e tratamentos de superfície.
2.3- Ligas não ferrosas.
3.PROPRIEDADES E ENSAIOS DE MATERIAIS
3.1- Comportamento à tracção. Comportamento elástico linear. Lei de Hooke. Módulo de Young. Comportamento elástico não linear. Comportamento plástico. Curva de tensão-deformação de um material frágil. Curva de tensão-deformação de um material dúctil. Tensão de cedência. Estricção. Rotura dúctil e rotura frágil.
3.2- Dureza. Noção de dureza. Ensaios de dureza Rockwell, Vickers e Brinell.Relação entre dureza e outras propriedades mecânicas. Equivalência entre escalas de dureza.
3.3- Impacto. Resiliência e Tenacidade. Ensaios de choque Charpy e Izod
3.4 – Fadiga. Curvas S-N. Tensão limite de fadiga. Factores que afectam a resistência à fadiga de um metal.
4. TRATAMENTOS TÉRMICOS
4.1 Aspectos termodinâmicos e metalúrgicos
4.2- Diagramas TTT. Efeito dos elementos de liga
4.3- Recozimento
4.4- Têmpera
4.5- Revenido
4.6-Tratamentos termoquímicos
4.7- Influência dos diferentes tratamentos térmicos nas propriedades mecânicas
5.CERÂMICOS
5.1- Cerâmicos tradicionais, técnicos e vidro
5.2- Ligas cerâmicas: composição e microestrutura
5.3- Comportamento e propriedades mecânicas
5.4- Aplicações
6.POLÍMEROS
6.1- Termoplásticos, termoendurecíveis e elastómeros
6.2- Polimerização e cura
6.3- Comportamento e propriedades mecânicas
7. COMPÓSITOS
7.1- Matriz e reforço
7.2- Laminados. Geometrias de reforço
7.3- Estruturas sandwich
7.4- Propriedades mecânicas específicas
7.5- Compósitos reforçados com fibra de vidro e compósitos avançados
Métodos de Ensino
Exposição Teórica. Resolução de problemas aplicados. Execução de trabalhos experimentais em ambiente laboratorial com guias específicos:
Guia 1 Caracterização de materiais por metalografia óptica
Guia 2 Determinação da densidade de materiais sólidos
Guia 3 Micrografia - preparação metalográfica de amostras de aço
Guia 4 Fabrico de compósitos de matriz polimérica (CMP)
Guia 5 Ensaio de tracção
Guia 6 Ensaio de dureza
Guia 7 Ensaio de fadiga
Guia 8 Tratamento térmico de têmpera
Guia 9 Ensaio de tracção - provete CMP
Modo de Avaliação
Avaliação distribuída com exame final
Obtenção de Frequência
2 Testes ou Exame final sobre toda a matéria leccionada, com um peso de 70% na classificação final, não podendo os alunos ter nota inferior a 10 valores.
Relatórios de Laboratório (em grupo ), incidindo sobre ensaios de materiais, com um peso de 30% na classificação final.
Cálculo da Classificação Final
A classificação final é obtida da seguinte forma:
Nota final = 70% Nota do Exame ou dos testes + 30% Nota dos Relatórios de Laboratório
Observações
BIBLIOGRAFIA
Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais - W. F. Smith, McGraw-Hill, 3ªEdição (1996);
Materials Science and Engineering: An Introduction - W.D. Callister, Jr., John Wiley and Sons, Inc. 7th edition, (2007).
HORÁRIO DE DÚVIDAS:
2ª feira, 10:00-11:00h, GAB. E114
5ª feira, 9:30-11:00h, GAB. E116
Pré-requisitos: Conhecimentos gerais de Física e de Química.
COMPETÊNCIAS ESPECÍFICAS
Distinção entre as principais propriedades gerais dos materiais de engenharia
Execução de ensaios mecânicos
Diagnóstico do tipo de corrosão
Execução de tratamentos térmicos de aços e sua implicação nas propriedades mecânicas
FUNDAMENTAÇÃO DOS ECTS
Número de horas de aulas presenciais semanais: 2(T) + 3(PL)
Número médio de horas de trabalho autónomo do estudante semanais, durante o período de aulas: 2
Número de horas presenciais por semestre (15 semanas): 75
Número de horas de trabalho autónomo do estudante durante o período de aulas (15 semanas): 15
Número de horas de preparação do estudante para avaliação: 40 (5 dias de estudo)
Número total de horas de trabalho do aluno (presenciais ou não): 130
Número total de créditos: 5 ECTS
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