Desgaste e Corrosão

Materiais – as bases em ciência e engenharia dos materiais.

A exposição dos conteúdos é essencialmente efetuada no decurso das aulas teóricas, utilizando como principal suporte a projeção de diapositivos ou transparências. Na condução destas aulas, a participação dos alunos é frequentemente suscitada através da formulação de questões que os levem a refletir sobre os diferentes assuntos tratados e criando oportunidades para esclarecimento de dúvidas.

É reservada para as aulas teórico-práticas a apresentação e exploração de partes do programa que, pela sua natureza, propiciam uma abordagem de índole mais aplicada e simultaneamente mais interativa.

As aulas práticas são destinadas à realização de trabalhos com intervenção dos alunos, que além de permitirem a sua familiarização com métodos e equipamentos utilizados na caracterização de superfícies e do comportamento tribológico dos materiais, e observação e identificação dos vários tipos de corrosão, proporcionam ainda a aplicação e sedimentação dos conhecimentos teóricos adquiridos.

Esta unidade curricular tem como principal objetivo proporcionar a aquisição de competências que permitam compreender e controlar as diversas formas de ocorrência dos fenómenos de desgaste e corrosão dos materiais, enquanto processos responsáveis pela degradação e ruína de componentes e sistemas mecânicos. Procura-se ainda contribuir para que os alunos desenvolvam outras competências de natureza transversal, designadamente no que se refere à capacidade para fazer uso de diferentes equipamentos e técnicas laboratoriais bem como proceder à análise crítica e cientificamente fundamentada de resultados obtidos por via experimental.

1.Introdução à tribologia

Definição, origem e objetivos. Impacto económico.

2. Atrito e desgaste

Leis do atrito. As superfícies dos corpos: Adsorção; Topografia superficial. Teorias de atrito. Parâmetros que afetam o atrito. Valores do coeficiente de atrito. Energia dissipada por atrito. Mecanismos de desgaste: Desgaste por adesão; Desgaste por abrasão; Desgaste por erosão; Desgaste por fadiga; Outros mecanismos de desgaste. Leis do desgaste. Parâmetros que afetam as características do desgaste. Mapas de desgaste.

3. Materiais para aplicações tribológicas

Compatibilidades metalúrgica e tribológica. Materiais convencionais e novos materiais. Técnicas de preparação de superfícies para aplicações tribológicas. Revestimentos e tratamentos superficiais.

4.Lubrificação e lubrificantes

Conceitos e objetivos da lubrificação. Regimes de lubrificação: Lubrificação limite; Lubrificação mista; Lubrificação por película espessa. Lubrificação seca. Auto lubrificação. Tipos e aplicações de lubrificantes. Propriedades dos óleos lubrificantes. Viscosidade: Noção de viscosidade; Variação com a temperatura e com a pressão; Índice de viscosidade; Determinação da viscosidade. Classificação dos óleos minerais. Lubrificantes sintéticos. Aditivos. Lubrificantes sólidos. Lubrificantes gasosos. Massas lubrificantes. Transporte e aplicação dos lubrificantes.

5. Componentes para aplicações tribológicas

Componentes mecânicos – Chumaceiras: Chumaceiras radiais; Chumaceiras axiais; Chumaceiras porosas; Chumaceiras de rolamentos. Vedantes: Tipos e características; Vedantes estáticos; Vedantes parcialmente dinâmicos; Vedantes dinâmicos. Componentes eletromecânicos – transmissões e acionamentos.

6. Sistemas de lubrificação

Lubrificação de rolamentos. Lubrificação de engrenagens. Lubrificação de turbinas. Lubrificação de motores térmicos.

7. Ensaios tribológicos

Equipamentos e métodos de ensaios tribológicos. Ensaios padrão na investigação de contactos de superfícies. Normalização. Avaliação funcional em aplicações.

8. Introdução à corrosão dos metais

Custos da corrosão. Engenharia da corrosão. Meios corrosivos. Classificação da corrosão.

9. Fundamentos eletroquímicos da corrosão

Reações eletroquímicas. Potenciais de elétrodo padrão. Equação de Nernst. Pilhas eletroquímicas.

10. Cinética da corrosão

Taxa de corrosão. Lei de Faraday. Polarização. Passivação. Influência do oxigénio e agentes oxidantes. Influência da agitação do meio corrosivo. Influência da temperatura. Influência da concentração do meio corrosivo. Efeito da formação de pares galvânicos. Diagramas de Pourbaix.

11. Tipos de corrosão

Corrosão uniforme. Corrosão galvânica. Corrosão intersticial. Corrosão por picadas. Corrosão intergranular. Corrosão seletiva. Corrosão com erosão. Corrosão sob tensão.

12. Proteção contra a corrosão

Seleção de materiais. Modificação do meio corrosivo. Projeto. Revestimentos metálicos. Revestimentos não metálicos inorgânicos. Revestimentos não metálicos orgânicos. Proteção catódica e proteção anódica.

NAO

Bibliografia Recomendada:

STACHOWIAK, Gwidon W.; BATCHELOR, Andrew W. – Engineering Tribology, 2nd Ed., Butterwort-Heinemann, 2001. ISBN: 0750673044

LUDEMA, K.C. – Friction, Wear, Lubrication: A Textbook in Tribology, CRC Press LLC, 1996. ISBN: 0849326850

FERREIRA, Luís A., – Tribologia. Notas de Curso, Publindústria, Porto, 1998. ISBN: 9729579458

PINA da SILVA, F.A. – Tribologia, Vol. I, Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa, 1985. ISBN: 9723101904

FONTANA, Mars G. – Corrosion Engineering, 3rd Ed., McGraw-Hill, New York, 1986. ISBN: 0071003606

GENTIL, Vicente- Corrosão, 5.ª Ed., LTC – Livros Técnicos e Científicos, Rio de Janeiro, 2007. ISBN: 9788521615569

VALENTE, Artur J.M.; LOBO, Victor M.M.- Corrosão – Fundamentos, Prevenção e Efluentes, ECEMEI, Rio Tinto, 2000. ISBN: 9729486042

Textos de apoio elaborados pelos docentes.