Aula 1
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Professor: Luis Gustavo Sigward Ericsson
Curso: Engenharia Mecânica
Série: 5º/ 6º Semestre
Ciências dos materiais- 232
Quinta
Quinzenal Semana par
Conteúdo
10/fev
10/fev
24/fev
24/fev
10/mar
10/mar
24/mar --
24/mar --
07/abr
07/abr
21/abr --
21/abr --
05/mai
05/mai
12/mai --
12/mai --
Dia - Apresentação do curso
- Caracterís ticas gera is exigidas nos materia is de engenharia . Comparação entre
materia is metál icos , pol iméricos e cerâmicos
- Ligação química, estrutura cris ta l inas . Sis temas cris ta l inos , fator de empacotamento
atômico, imperfeições estruturas e movimentos atômicos .
- Propriedades mecânicas dos metais . Deformação elástica . Deformação plástica
- Ruptura dos metais , fratura frági l , fratura dúcti l , fadiga, fluência .
- Diagrama de equi l íbrio binário, reações eutética e eutetóide, lei Gibbs .
- Diagrama de equi l íbrio Fe-C, estruturas que se formam no resfriamento lento de aços
hipoeutetóides , eutetóides e hipereutetóides .
Provável NP1
- Curva temperatura-tempo-transformação, fatores que influem na pos ição das curvas
TTT. Temperabi l idade.
- Noções de tratamentos térmicos : recozimento, normal ização, têmpera e revenido,
es feroidização, temperabi l idade, austempera e martempera. Têmpera superficia l .
Tratamentos termoquímicos : cementação, ni tretação e carbonitretação.
Feriado: Ti radentes
- Propriedades dos aços , normas ABTN, ASTM E DIN, class i ficação dos aços .
- Ferros fundidos – branco, cinzento, nodular, maleável .
- Metais não ferrosos e suas l igas . Cobre, bronze e latão. Alumínio e suas l igas .
Provável NP2
1a aula
2a aula
3a aula
4a aula
5a aula
1a aula Apresentação do curso Características gerais nos materiais de engenharia.
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I - OBJETIVOS GERAIS
Proporcionar aos alunos conhecer os diversos tipos de materiais, suas
características, propriedades e aplicações.
II - OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Correlacionar as microestruturas com as propriedades dos materiais metálicos.
Capacitar o aluno quanto aos procedimentos e metodologias de ensaios para
medição de propriedades mecânicas de materiais metálicos.
Desenvolver no aluno conhecimento sobre processos de tratamento térmicos
objetivando determinadas propriedades. Estudos de normas e materiais
envolvidos.
Conteúdo
Disciplina on line O desenvolvimento e o avanço das sociedades têm estado intimamente ligados às habilidades dos seus membros em produzir e manipular os materiais para satisfazer as suas necessidades. De fato, as civilizações antigas foram designadas de acordo com o seu nível de desenvolvimento em relação aos materiais (Idade da Pedra, Idade do Bronze). A Ciência dos Materiais é a base de todas as engenharias, pois os materiais são a matéria prima para construção mecânica de peças, componentes e equipamentos de engenharia. A ciência de materiais envolve a investigação das relações entre as estruturas e as propriedades dos materiais. O Engenheiro qualquer que seja sua habilitação, em alguma ocasião de sua vida profissional se deparará com a necessidade de escolher um material apropriado para determinada aplicação ou se deparará com algum problema de engenharia que envolva a avaliação de desempenho ou propriedades de algum material ou condições de uso.
Ementa enviada pelo Paulo Sérgio Características gerais exigidas nos materiais em engenharia. Ligação química. Estrutura cristalina. Planos e direções cristalinas. Propriedades mecânicas dos materiais metálicos. Propriedades elétricas e magnéticas dos materiais. Deformação dos metais. Ruptura dos metais. Ligas metálicas. Diagrama de equilíbrio Fe-C. Curva temperatura-tempo transformação. Noções de tratamentos térmicos e termoquímicos. Propriedades e classificação dos aços. Ferros fundidos. Metais e ligas não ferrosas.
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Bibliografia
CALLISTER Jr., W. D. Ciência e Engenharia de Materiais - Uma Introdução. 7ª
Edição. Rio de Janeiro: LTC Editora, 2008.
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Definições
• Ciência dos Materiais
Investigação das correlações que existem entre as
estruturas e propriedades de materiais.
• Engenharia de materiais
Projetar, desenvolver ou aperfeiçoar técnicas de
processamento de materiais (= técnicas de fabricação) com
base nas relações composição/estrutura e propriedades.
Desenvolver formas de produção de materiais socialmente
desejáveis a custo socialmente aceitável.
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Definições
• Ciência e Engenharia dos Materiais são campos intimamente interligados e
interdisciplinares
• “Ciência e Engenharia dos Materiais é a área da atividade humana associada
com a geração e a aplicação de conhecimentos que relacionam composição,
estrutura e processamento de materiais às suas propriedades e usos.”
• Objetivos:
Desenvolvimento de materiais já conhecidos visando novas aplicações
ou visando melhorias no desempenho.
Desenvolvimento de novos materiais para aplicações conhecidas.
Desenvolvimento de novos materiais para novas aplicações.
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Objetivo da Ciência e Engenharia de Materiais
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Composição e Estrutura
• Composição
Natureza química dos materiais
• Estrutura
Associada ao arranjo dos componentes do material em estudo
Pode ( e deve) ser analisada em diversas escalas:
Estrutura em escala atômica ( menor ou igual a nm = 10-9 m)
Nanoestrutura (da ordem de nm)
o Sólidos amorfos (alguns nm) e sólidos cristalinos (~> 100nm até
mm= 10-3 m)
Microestrutura (alguns mm = 10-6 m até mm)
Macroestrutura (normalmente ≥ que mm)
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Processamento e Desempenho
• Processamento:
Conjunto de técnicas para obtenção de materiais com formas e propriedades
específicas
• Desempenho:
Resposta do material a um estímulo externo, presente nas condições reais de
utilização
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Propriedades dos Materiais
• Propriedade
Tipo e intensidade da resposta a um estímulo que é
imposto ao material
• As principais propriedades são:
Mecânicas
Elétricas
Térmicas
Magnéticas
Ópticas
Deteriorativa (corrosão, oxidação, desgaste)
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Classificação dos materiais
• Metais
• Cerâmicas
• Polímeros
• Compósitos
• Semicondutores
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Metais
• Propriedades básicas
Resistentes (suportam tensões elevadas antes de romper);
Dúcteis (deformam antes de romper);
Não transparente;
Bons condutores de corrente elétrica e calor.
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Cerâmicas
• Propriedades básicas
Alto ponto de fusão e estabilidade térmica (refratários);
São isolantes térmicos e elétricos;
São frágeis ( rompem sem deformar)
Podem ser transparentes.
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Polímeros
• Propriedades básicas
A maioria dos polímeros é sintética (feita pelo homem);
Materiais altamente moldáveis;
Baixa densidade;
Em geral são menos resistentes do que metais e cerâmicas;
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Compósitos
• Combinação dos 3 anteriores;
• Ex: Fibra de carbono e vidro.