Materiais

Nâo existem conhecimentos de base recomendados.

A unidade curricular encontra-se organizada em aulas teóricas, teórico-práticas e práticas laboratoriais.
As aulas teóricas são essencialmente dedicadas à exposição de conteúdos, utilizando o quadro e recorrendo à projecção de diapositivos com figuras, diagramas, esquemas ou tabelas auxiliares. Na condução destas aulas, a participação dos alunos é frequentemente suscitada através da formulação de questões que os levam a reflectir sobre os assuntos tratados e criam oportunidades para a clarificação de conceitos.
Nas aulas práticas, os alunos tomam contacto com componentes de diferentes tipos de materiais e são familiarizados com equipamentos e métodos experimentais utilizados na determinação de propriedades mecânicas.
São realizados ensaios de tração em materiais metálicos e poliméricos e calculadas as principais propriedades mecânicas a partir da curva força/alongamento.
São realizados ensaios de dureza brinell, Rocckwell e Vickers em difentes materiais metálicos.
São realizados ensaios de impactoCharpy em diferentes materiais metálicos.

A unidade curricular (UC) tem como principais objectivos: Familiarizar os alunos com diferentes tipos de materiais de engenharia e suas aplicações típicas; Proporcionar formação de base em ciência dos materiais, necessária para a compreensão das relações entre a composição, estrutura e propriedades dos materiais; Introduzir os alunos aos métodos experimentais mais utilizados na avaliação das propriedades mecânicas dos materiais.

É objetivo ampliar os conhecimentos de modo mais aprofundado dos aços, relacionando o conhecimento adquirido com a aplicação industrial destes materiais.

No final desta UC, os alunos deverão ser capazes de: Conhecer uma gama diversificada de materiais de engenharia e sua classificação; Compreender aspectos fundamentais da relação entre a composição, estrutura e propriedades dos materiais; Conhecer e compreender as propriedades específicas e potencialidades de utilização dos materiais de engenharia mais comuns; Realizar ensaios de avaliação de propriedades mecânicas dos materiais e interpretar os respectivos resultados.

1. Introdução aos Materiais
A importância dos materiais na Engenharia. Ciência e Engenharia dos Materiais.
Relação entre a composição química, estrutura, propriedades e processamento dos materiais.
O papel dos materiais na economia circular.

2. Propriedades Mecânicas dos Materiais
Tensão e extensão elástica e plástica; Ensaio de tração e determinação das propriedades mecânicas a partir na curva força-alongamento. Compreensão dos conceitos de módulo de elasticidade, tensão de rotura, tensão de cedência, encruamento, ductilidade e tenacidade.
Ensaio de dureza Brinell, Rockwell e Vickers.
Fractura dos materiais – ensaios de impactos

3. Classificação dos Materiais e Principais Características
Caracterização das classes e subclasses dos materiais e das principais propriedades que as caracterizam:
Materiais metálicos;
Materiais cerâmicos;
Materiais poliméricos;
Materiais compósitos; 
Propriedades e exemplos de aplicação industrial dos materiais mais representativos de cada classe.

4. Processamento de Materiais
Processamento de materiais metálicos: Fundição, laminagem, extrusão, forjamento e estampagem.
Processamento de materiais poliméricos: Termoformação, extrusão, moldação sopro, moldação Rotacional e injeção.
Processamento de materiais cerâmicos: Conformação Chapa, compressão e moldação sopro de vidros; prensagem e sinterização de cerâmicos técnicos.

5. Sistema de Ligas Ferro-Carbono
Ligas metálicas, estruturas amorfas e cristalinas, tamanho de grão e estruturas mono e policristalinas.
Diagramas de equilíbrio do sistema de ligas Fe-C.
Interpretação do diagrama de equilíbrio Fe-C e classificação dos aços e ferros fundidos.
Solubilidade do carbono no ferro e compostos formados em condições de equilíbrio.
Microestruturas resultantes da transformação da austenite em equilíbrio.
Relação entre composição, microestrutura, propriedades mecânicas e aplicações industriais dos aços.

6. Caracterização dos Aços
Classificação dos aços quanto à sua composição química: aços não ligados e aços ligados; outras classificações.
Microestruturas resultantes da transformação da austenite com e sem difusão: Transformação Perlitica, martensítica e bainítica.
Aços ligados: Distribuição dos elementos de liga e Influência dos elementos de liga nas propriedades dos aços.
Tratamento Térmico dos Aços: Tratamentos térmicos de recozimento, de têmpera, e de revenido.
Tratamento térmico de têmpera e tratamento térmico de revenido.
Tratamentos térmicos de endurecimento superficial.

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