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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Escola de Engenharia de São Carlos
 
Engenharia de Materiais
 
Disciplina: SMM0193 - Engenharia e Ciência dos Materiais I
Engineering and Materials Science I

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 15/07/2024 Desativação:

Objetivos
Ao final do curso o aluno deverá ter adquirido as seguintes competências específicas (C)/
C1: Conhecimento básico da estrutura e propriedades dos materiais /
C2: Conhecimento básico dos fenômenos de nucleação e crescimento e diagramas de fases de ligas metálicas/
C3: Conhecimento básico dos ensaios mecânicos de materiais/
C4: Conhecimento básico de tratamentos térmicos e corrosão Para alcançar as competências (C) listadas acima, o aluno deverá desenvolver as seguintes habilidades (H)/
H1: Estudar as relações entre estrutura e propriedades dos diversos tipos de materiais
H2: Estudar os fenômenos de difusão, solidifcação e tansformações de fases
H3: Estudar os principais ensaios mecânicos de materiais
H4: Estudar os principais tratamentos térmicos e fenômenos relacionados à corrosão de metais.
 
The following specific competences (C) must be achieved by students at the end of course: C1: Basic knowledge on structure and properties of materials ; C2: Basic knowledge of nucleation and gowth phenomena and phase diagram of metallic alloys ; C3: Basic knowledge of the mechanical tests of materials; C4: Basic knowledge of heat treatments and corrosion; In order to achieve the above competences (C) the student will need to develop the following abilities (H): H1: Study the structure and properties relationship ofthe several types of materials; H2: Study the difusion, solidification and phase transformationsphenomena; H3: Study the main mechanical tests of materials; H4: Study the main heat treatments e corrosion related phenomena
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
6931500 - Haroldo Cavalcanti Pinto
6741710 - Jéferson Aparecido Moreto
1062721 - José Benedito Marcomini
57702 - Lauralice de Campos Franceschini Canale
50410 - Luiz Carlos Casteletti
5347354 - Marcelo Falcão de Oliveira
 
Programa Resumido
Introdução aos materiais, estrutura dos sólidos cristalinos. Nucleação e crescimento de grão. Imperfeições em sólidos / Difusão / Discordância /
Mecanismos de aumento de resistência. Diagramas de Fase. Técnicas de preparação metalográfica. Diagrama Fe - C e transformação de fases. Microestruturas de equilíbrio de aços Carbono. Propriedades mecânicas dos aços: Tração, Dureza, Impacto, Ferros Fundidos. Deformação a quente e a frio dos metais.Metalografia Quantitativa. Tratamentos térmicos de ligas metálicas - Diagramas TTT / Têmpera. Microestrutura de aços normalizados/temperados. Têmpera e revenido dos aços carbono e ferramenta/meios de resfriamento. Microestruturas dos aços temperados e revenidos / aços ferramenta. Temperabilidade. Ensaio Jominy. Corrosão e proteção contra corrosão. Aços Inoxidáveis. Tratamentos termoquímicos. Solubilização e precipitação. Ligas não ferrosas.
 
Introduction to materials, structure of crystalline solids. Nucleation and grain growth. Imperfections in solids / Diffusion / Dislocation / Strength increasing mechanisms. Phase Diagrams. Metallographic preparation techniques. Fe - C diagram and phase transformation. Equilibrium microstructures of carbon steels. Mechanical properties of steels: Tensile, Hardness, Impact, Cast Irons. Hot and cold deformation of metals. Quantitative Metallography. Heat treatments of metallic alloys - TTT /Quenching Diagrams. Microstructure of normalized/tempered steels. Quenching and tempering of carbon steels and tool/cooling media. Microstructures of quenched and tempered steels / tool steels. Temperability. Jominy essay. Corrosion and corrosion protection. Stainless Steels. Thermochemical treatments. Solubilization and precipitation. Non-ferrous alloys.
 
 
Programa
Introdução dos materiais, estrutura e ligação atômica, estrutura dos sólidos cristalinos. Nucleação e crescimento de grão. 
Imperfeições em sólidos / Difusão / Discordância / Mecanismos de aumento de resistência.
Diagramas de Fase. Diagrama Isomorfo. Diagrama Eutético. Regra de Gibbs.
Técnicas básicas de preparação metalográfica.
Diagrama Fe - C e transformação de fases.
Tipos de recozimento: Alívio de tensões, Recozimento de homogeneização,
Recozimento pleno, Esferoidização, Recozimento de recristalização.
Microestruturas de equilíbrio de aços Carbono.
Deformação a quente e a frio dos metais.
Metalografia Quantitativa. Tamanho de grão e porcentagem relativa de fases.
Ferros Fundidos: Tipos, Propriedades, Microestruturas.
Propriedades mecânicas dos aços e sua relação com o processamento e microestrutura: Tração (diagrama tensão deformação, tensão máxima, tensão de escoamento, tensão de ruptura, módulo de elasticidade).
Dureza (escalas de dureza).
Impacto (ensaio charpy, relação da energia absorvida com temperatura de ensaio);
Tratamentos térmicos de ligas metálicas - Diagramas TTT: interpretação e construção do diagrama TTT
Têmpera, Meios de resfriamento, Tensões envolvidas, Microestruturas e sua relação com as propriedades mecânicas.
Revenido: Fases, Fragilidade, Comportamento de aços carbono e aços de alta liga, propriedades mecânicas. Temperabilidade: Ensaio Jominy.
Corrosão e proteção contra a corrosão. Tipos de corrosão e métodos de proteção.
Aços Inoxidáveis: Tipos, Propriedades, Microestruturas e Aplicações.
Tratamentos termoquímicos: cementação (meios cementantes, tratamento térmico e falhas de cementação); nitretação (tipos, propriedades e aplicações).
Solubilização e precipitação: tratamento térmico de ligas de alumínio.
Ligas não ferrosas: Ligas de magnésio, Zinco, Cobre e Superligas.
 
Introduction of materials, structure and atomic bonding, structure of crystalline solids. Nucleation and grain growth. Imperfections in solids / Diffusion / Dislocation / Strength increasing mechanisms. Phase Diagrams. Isomorphic Diagram. Eutectic Diagram. Gibbs rule. Basic metallographic preparation techniques. Fe - C diagram and phase transformation. Types of annealing: Stress relief, Homogenization annealing, Full annealing, Spheroidization, Recrystallization annealing. Equilibrium microstructures of carbon steels. Hot and cold deformation of metals. Quantitative Metallography. Grain size and relative percentage of phases. Cast Irons: Types, Properties, Microstructures. Mechanical properties of steels and their relationship with processing and microstructure: Tensile (stress-strain diagram, maximum stress, yield stress, rupture stress, modulus of elasticity). Hardness (hardness scales). Impact (charpy test, relationship between absorbed energy and test temperature);Heat treatments of metallic alloys - TTT diagrams: interpretation and construction of the TTT diagram Quenching, Cooling media, Stresses involved, Microstructures and their relationship with mechanical properties. Tempering: Phases, Brittleness, Behavior of carbon steels and high alloy steels, mechanical properties. Hardenability: Jominy Test. Corrosion and corrosion protection. Types of corrosion and protection methods. Stainless Steels: Types, Properties, Microstructures and Applications. Thermochemical treatments: carburizing (carburizing media, heat treatment and carburizing failures); nitriding (types, properties and applications). Solubilization and precipitation: heat treatment of aluminum alloys. Non-ferrous alloys: Magnesium, Zinc, Copper and Superalloys.
 
 
Avaliação
     
Método
Avaliação: Aulas expositivas teóricas, aulas de laboratório. ATIVIDADES DISCENTES: participação em aulas de laboratórios. Elaboração de trabalhos práticos. Seminários. MÉTODO: Introdução dos materiais, estrutura e ligação atômica, estrutura dos sólidos cristalinos. Nucleação e crescimento de grão. Imperfeições em sólidos / Difusão / Discordância / Mecanismos de aumento de resistência. Diagramas de Fase. Diagrama Isomorfo. Diagrama Eutético. Regra de Gibbs. Técnicas básicas de preparação metalográfica. Diagrama Fe - C e transformação de fases. Tipos de recozimento: Alívio de tensões, Recozimento de homogeneização, Recozimento pleno, Esferoidização, Recozimento de recristalização. Microestruturas de equilíbrio de aços Carbono. Deformação a quente e a frio dos metais. Metalografia Quantitativa. Tamanho de grão e porcentagem relativa de fases. Ferros Fundidos: Tipos, Propriedades, Microestruturas. Propriedades mecânicas dos aços e sua relação com o processamento e microestrutura: Tração (diagrama tensão deformação, tensão máxima, tensão de escoamento, tensão de ruptura, módulo de elasticidade). Alterações aprovadas na 444o reunião do Conselho do SMM, realizada em 13/11/2023 Documento assinado digitalmente - Por favor verifique o HASH de autenticidade na página 72 desse documento. SMM0193 - Engenharia e Ciência dos Materiais I Dureza (escalas de dureza). Impacto (ensaio charpy, relação da energia absorvida com temperatura de ensaio); Tratamentos térmicos de ligas metálicas - Diagramas TTT: interpretação e construção do diagrama TTT Têmpera, Meios de resfriamento, Tensões envolvidas, Microestruturas e sua relação com as propriedades mecânicas. Revenido: Fases, Fragilidade, Comportamento de aços carbono e aços de alta liga, propriedades mecânicas. Temperabilidade: Ensaio Jominy. Corrosão e proteção contra a corrosão. Tipos de corrosão e métodos de proteção. Aços Inoxidáveis: Tipos, Propriedades, Microestruturas e Aplicações. Tratamentos termoquímicos: cementação (meios cementantes, tratamento térmico e falhas de cementação); nitretação (tipos, propriedades e aplicações). Solubilização e precipitação: tratamento térmico de ligas de alumínio. Ligas não ferrosas: Ligas de magnésio, Zinco, Cobre e Superligas.
Critério
Média aritmética das notas em provas escritas com peso 7,0 (sete), somada à média de notas atribuídas ao aluno através de avaliação de relatórios, com peso 2,0 (dois) e soma de trabalhos práticos, com peso 1 (um).
Norma de Recuperação
Os critérios de avaliação da recuperação devem ser similares aos aplicados durante o semestre regular do oferecimento da disciplina; 1) A nota final (MF) do aluno que realizou provas de recuperação dependerá da média do semestre (MS) e da média das provas de recuperação (MR), como segue: d) MF=5 se 5 ≤MR ≤ (10 - MS); e) MF = (MS + MR) / 2 se MR > (10 – MS) f) MF = MS se MR < 5. 2) O período de recuperação das disciplinas deve se estender do início até um mês antes do final do semestre subsequente ao da reprovação do aluno em primeira avaliação.
 
Bibliografia
     
ASKLAND, D.R. - The Science and Engineering of Materials - Solutions manual, Chapman & Hall, 1996. 400p.
ASM - Atlas of microstructures of industrial alloys - metals handbook, vol. 7.
BARREIRO, JA. Tratamentos Térmicos de los Aceros, Editorial Dossat, 739pg., 1984.
BOOKS, Charlie R. - Principles of the heat treatment of plain carbon and low alloy steels. 1996.
CALLISTER - Junior, William D. Ciência e Engenharia de Materiais - Uma Introdução. 5 ed., LTC Rio de Janeiro, 2000. 259p.
CHIAVERINI, V. - Tratamentos térmicos das ligas ferrosas. 2. ed. Associação Brasileira de Metais, SP, 1987.
COLPAERT, H. Metalografia dos produtos siderúrgícos comuns, Edgard Blucher, 412, pg, 1969.
COSTA, A.L.C. & MEI, P.R. - Aços e ligas especiais. 2. ed. Eletrometal, Sumaré, SP, 1988.
DIETER, GE, Metalurgia Mecânica, Guanabara Dois, 653 pg, 1981.
GARCIA, A., SPIM, J.A., SANTOS, CA, Ensaio dos Materiais, LTC Editora, 247 pg, 2000.
GUY A.Ciência dos Materiais, Addison Wesley, 528 p& 1959.
MEYERS, M.A. - Mechanical Behaviour of Materials. oitava edição.
PEREIRA, R.L. - Tratamento térmicos dos metais. Publicação EESC-USP.
REMY A, Gay M, Gonthier R. Materiais, Hemus, São Paulo, 391 pg, xxx.
SMITH WF. Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais, McGraw-Hill, 892 pg, 1996.
SOUZA, SA. Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos, Edgard Blucher, 286 pg, 1982.
SUBBARAO, EC. Experiências de Ciências dos Materiais, Edgard Blucher, EDUSP, 236 pg, 273.
TSCHIPTSCHIN, A.P., GOLDENSTEIN, H., SINÁTORA, A., Metalografia dos Aços, Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais, 223pg., 1988.
VAN VLACK, LH., Princípios de Ciência dos Materiais, Editora Edgard Blucher, 427 pg., 1970.
VOORT, V. Metallography - Principles and Practice, McGraw-Hill, 752 pg., 1984.
 

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