Escola Politécnica de Pernambuco Departamento de Ensino Básico PROGRAMA

Transcrição

1 PROGRAMA Disciplina: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA Código: MECN0039 Carga Horária Semestral: 45 HORAS Número de Créditos: TEÓRICOS: 00; PRÁTICOS: 03; TOTAL: 03 Pré-Requisito: MECN0004 CIÊNCIA DOS MATERIAIS Co-Requisito: EMENTA Obrigatória: sim Eletiva: Produtos siderúrgicos; Fabricação dos aços; Tratamentos térmicos e termoquímicos; Ferros fundidos; Metalografia; Aços para construção mecânica; Aços para fins especiais; Materiais resistentes a corrosão e ao calor; Metais não ferrosos; Materiais para ferramentas e matrizes; Produtos da metalurgia do pó; Materiais plásticos. OBJETIVOS Informar e capacitar o aluno a: Conhecer as matérias-primas da industria siderúrgica e os seus processos de fabricação; Conhecer os aços utilizados na construção mecânica, suas aplicações, classificação e propriedades; Conhecer os tratamentos térmicos e a importância dos tratamentos térmicos para os aços; Conhecer os tratamentos termoquímicos e a sua importância para os aços; Conhecer os tratamentos de endurecimento superficial; Conhecer os ensaios que determinam a temperabilidade e o calculo do carbono equivalente; Conhecer a prática dos tratamentos térmicos; Conhecer o tratamento de endurecimento por precipitação; Conhecer os tipos de ferros fundidos, o processo de fabricação,suas propriedades e aplicações; Conhecer a prática metalográfica e a sua importância na fabricação e estudo de peças metálicas; Conhecer os materiais resistentes a corrosão e ao calor, em especial os aços inoxidáveis; Conhecer os aços para fins especiais como os aços ultra-resistentes; Conhecer Materiais de Construção Mecânica 1

2 os processos de fabricação dos metais não ferrosos, as suas propriedades e aplicações; Conhecer os tipos de materiais compósitos, suas propriedades e aplicações; Conhecer os produtos da metalurgia do pó; Conhecer os materiais para ferramentas e matrizes; Selecionar os carbonetos duros sinterizados aplicados nas ferramentas; Conhecer os materiais plásticos mais utilizados na construção mecânica; Conhecer os compósitos utilizados na construção mecânica; Conhecer os novos materiais utilizados na engenharia e outras aplicações. UNID. ITEM CONTEÚDO HORAS AULAS T P 1 01 Siderurgia 08 Matérias-primas da industria siderúrgica: minério de ferro, coque metalúrgico, calcário, ar e minério de manganês. Produção do Ferro Gusa: Operação do Alto Forno. Processo de redução direta: Obtenção do Ferro Esponja. Fabricação do Aço: Processos pneumáticos (conversores) e forno elétrico. Refino oxidante, refino redutor, rinsagem, dessulfuração e desoxidação. Lingotamento contínuo e laminação: obtenção de lingote, chapas, perfis, barras e fio-máquina. 02 Tratamentos Térmicos 10 Diagrama de equilíbrio: Influência do diagrama de equilíbrio nos tratamentos térmicos, Alotropia do Ferro. Principais tratamentos térmicos das ligas Fe-C: Recozimento, normalização, têmpera, revenimento e coalescimento. Diagrama transformação-tempo-temperatura: Curvas TTT para vários tipos de aço. Diagrama de transformação para diagrama contínuo. Fatores que influem na posição das linhas em C. Temperabilidade: Método Jominy. Fatores que afetam a temperabilidade. Distorção de Bain. Transformação martensita de vários metais. Materiais de Construção Mecânica 2

3 Têmpera superficial: Têmpera por chama e têmpera por indução. Tratamentos isotérmicos: Austêmpera e martêmpera. Tratamentos térmicos novos: Têmpera diferencial. Patenteamento. Tratamento sub-zero. Têmpera superficial a laser. Tratamento térmico em vácuo. Tratamentos termoquímicos: Cementação. Nitretação. Carbonitretação. Cianetação. Boretação. Nitretação e carbonitretação à plasma. Prática dos tratamentos térmicos: Fornos de aquecimento, atmosfera controladas, controle do teor de carbono, ponto de orvalho, tensões internas e empenamento. 03 Aços para construção mecânica 02 Sistemas de classificação dos aços. Sistemas SAE, AISI, DIN e ABNT. Composição química e propriedades dos aços-carbono: Influencia da composição química, tratamento térmico e mecânico nas propriedades dos aços-carbono. Tipos de aços: Aços estruturais, aços para chapas e tubos, aços para molas, aços de usinagem fácil, aços para cementação e nitretação. 04 Ferros Fundidos 04 Ferros fundidos brancos e ferros fundidos cinzentos: Carbono combinado e carbono grafítico. Influência da composição química e da velocidade de resfriamento. Classes dos ferros fundidos cinzento segundo as normas ABNT e DIN. Forma e distribuição dos veios de grafita, classificação da ASTM. Tratamentos térmicos dos ferros fundidos. Outros meios para se obter ferros fundidos melhores. Ferro fundido mesclado. Ferro fundido coquilhado. Propriedades gerais dos ferros fundidos cinzentos. Ferros fundidos maleáveis: Processos de maleabilização. Propriedades dos ferros fundidos Materiais de Construção Mecânica 3

4 maleáveis segundo a ABNT. Ferros fundidos nodulares: Processo de nodulação. Classificação do ferro fundido nodular segundo a ABNT. 1ª Prova Metalografia 06 Macrografia: Preparo do corpo de prova. Exame e interpretação do resultado do ataque. Impressão de Baumann. Exemplos de macrografias. Micrografia: Técnica micrográfica. Microscópio metalográfico. Constituintes dos aços. Avaliação do teor de carbono pela micrografia. Impurezas nos aços. Interpretação micrográfica. Exemplos de micrografias. 06 Materiais Resistentes a corrosão e ao calor 06 Aços inoxidáveis: O papel do cromo e a passividade. Classificação AISI e metalurgia física dos aços inoxidáveis. Efeito dos elementos de liga nos aços inoxidáveis. Diagrama de Shaeffler. Soldagem dos aços inoxidáveis, Trinca à Quente. Sensitização e a corrosão intergranular. Como evitar a corrosão intergranular. Estabilidade dos aços inoxidáveis quando submetido a altas temperaturas, Fase Sigma. Conformação dos aços inoxidáveis. Aplicações dos aços inoxidáveis ferríticos, martensíticos, austeníticos, duplex e endurecíveis por precipitação. Ligas não-ferrosas resistentes ao calor. Ligas a base de níquel. 07 Aços para fins especiais 02 Aços resistentes ao desgaste: Aços Hadfield. Aços carbono-cromo: Aço SAE 50100, SAE e SAE Aços ultra resistentes: Mecanismo de endurecimento por precipitação. Aços maraging. Aços grafíticos. Usinabilidade e aplicações em matrizes para conformação afrio Aços criogênicos: Transição fratura dúctil-fratura frágil dos aços quando submetidos a baixas temperaturas. Aço SAE Materiais de Construção Mecânica 4

5 Aços patináveis: Aços resistentes à corrosão atmosférica na construção civil. 08 Metais não Ferrosos 04 Cobre e suas ligas: Processo de refino do cobre. Bronzes para mancais. Bronzinas. Latões. Tratamentos térmicos do cobre e suas ligas Alumínio e suas ligas: Metal alumínio. Processo de obtenção do alumínio Hall/Herout. Resistência à corrosão do alumínio puro e das ligas de alumínio, Alclad. Ligas de alumínio trabalhadas. Ligas de alumínio tratadas termicamente. Ligas fundidas de alumínio para veículos. Ligas de alumínio superresistentes. Conformação do alumínio. Soldagem do alumínio. Aplicações do alumínio e suas ligas. Outros metais e ligas não ferrosas: Níquel, magnésio e titânio. 09 Aços para ferramentas e matrizes 02 Aços para trabalho a frio Aços resistentes ao choque. Aços para trabalho á quente. Aços rápidos: Dureza a quente. Seleção dos aços rápidos. Metal duro ou carbonetos duros sinterizados: Características gerais do metal duro. Classes do metal duro. Seleção do metal duro para usinagem. Tratamento superficial do metal duro. Cermets. Materiais cerâmicos. Outros materiais para ferramentas e matrizes: Diamante 10 Produtos de metalurgia do Pó 01 Metais refratários Materiais porosos Materiais para contatos elétricos. Materiais de fricção sinterizados. Materiais magnéticos Metais e ligas não-ferrosos produzidos por metalurgia do pó. 11 Materiais plásticos e compósitos usados na construção mecânica 01 Materiais de Construção Mecânica 5

6 Materiais plásticos:náilon (Poliamidas). Policarbonatos. ABS ou acrilonitrila-butadieno-estireno. Ligas plásticas. Processos de fabricação de peças em material plástico. Compósitos: Tipos de compósitos.aplicações da fibra de vidro, fibra de Carbono e outros. 12 Novos materiais Superpolímeros. Cerâmica avançada. Materiais utilizados na Bioengenharia e outros. 2ª Prova 02 METODOLOGIA Aulas expositivas, apoiadas em recursos audiovisuais e visitas técnicas as industrias e siderúrgicas locais. O curso tem uma apresentação dinâmica, através das características dos materiais usados em engenharia, o processo de fabricação e a importância dos tratamentos térmicos e mecânicos.apresentação de casos práticos e trabalho de pesquisas. Uso de literatura especializada, artigos técnicos e apostilas para acompanhamento do curso e leitura posterior. Uso da Internet como meio de informação e comunicação com o alunado. BIBLIOGRAFIA BÁSICA CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia mecânica. vol.iii, 2ª ed.- São Paulo, McGraw-Hill, Colpaert, Hubertus. Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns. 3ª ed. São Paulo, Edgar Blücher, Mota, Antonio Fernando de Carvalho. Notas de Aulas e apostilas. Catálogos e publicações dos fabricantes de materiais. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR Peckner, D; Bertein, J. M. Handbook of Stainless Steell. American Society for Metals. Metals Handbook. Materiais de Construção Mecânica 6