UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA - ITEC FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA - FEM CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA

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1 1 IDENTIFICAÇÃO Nome e código: Materiais de Construção Mecânica TE04031 Nome do professor: Prof. Dr. Jorge Teófilo de Barros Lopes Período: 2º Ano letivo: 2013 Carga horária total: 68 horas Carga horária semanal: 4 horas Número de alunos por turma: 40 Monitores: nenhum 2 JUSTIFICATIVA A vasta quantidade de materiais atualmente existente, estimada em cerca de / (FERRANTE, 2002), torna o conhecimento desses materiais cada vez mais importante para o engenheiro mecânico, em qualquer que seja a sua área de atuação. O conhecimento das propriedades mecânicas dos materiais, por exemplo, proporciona a escolha de fatores de segurança adequados, que irão influir de maneira decisiva na parte econômica de um projeto. O conhecimento dos materiais é uma ciência que estuda as suas composições, estruturas internas e propriedades, e também a regularidade de suas alterações sobre influência térmica, química ou mecânica. Essa ciência não só revela a estrutura interna e as propriedades dos materiais, como também estabelece a dependência regular entre elas, determinando, ao mesmo tempo, a composição ideal e o processo de fabricação do material para obter as propriedades físicas e mecânicas desejadas. O conhecimento dos materiais, portanto, auxilia na sua correta seleção para os diversos usos e na determinação das suas propriedades e qualidades tecnológicas. 3 OBJETIVOS 3.1 Geral Fornecer informações técnicas diversas sobre os principais materiais metálicos e não metálicos disponíveis no mercado, as quais promoverão uma adequada seleção desses materiais na fabricação ou substituição de componentes submetidos a algum tipo de solicitação mecânica em determinado meio. 3.2 Específicos No âmbito das construções de natureza mecânica, no final do curso os alunos deverão: - Conhecer os principais materiais metálicos ferrosos e não ferrosos, suas composições, diagramas de equilíbrio, especificações, influência de elementos de liga, propriedades diversas e aplicações; - Conhecer os principais materiais não metálicos, suas classificações, composições, obtenção, propriedades diversas e aplicações. 4 EMENTA Conforme o Projeto pedagógico do Curso de Engenharia Mecânica:

2 SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Carga Horária (h) Teórica Prática Total Materiais de Construção Mecânica Semanal Semestral Caráter Código Período Pré-requisitos Faculdade Estrutura e Propriedades dos Obrigatória TE Bloco III Engenharia Mecânica Materiais/Laboratório de Ensaios Mecânicos Ementa Difusão atômica. Diagramas de equilíbrio de fases: limite de solubilidade, fases, microestrutura, regra de fases, regra da horizontal, regra da alavanca, sistemas isomorfos binários, sistemas eutéticos binários, sistemas com fases intermediárias, reações eutetóides, reações peritéticas e peritetóides, transformações de fases congruentes, diagramas ternários. Exemplos de diagramas de fases. Sistema ferro-carbono: diagrama de fases, desenvolvimento da microestrutura. Materiais não ferrosos e suas ligas. Materiais não metálicos: polímeros, cerâmicos e compósitos. Bibliografia Básica 1. SHACKELFORD, James F. Ciência dos materiais. 6ed. São Paulo: Editora Pearson Prentice Hall, CALLISTER JR., W.D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 5.ed. Rio de Janeiro: LTC, CALLISTER JR. W.D. Fundamentos da ciência e engenharia de materiais: uma abordagem integrada. 5.ed. Rio de Janeiro: LTC, ASKELAND, Donald R.; PHULÉ, Pradeep Prabhakar. Ciência e engenharia dos materiais. 1.ed. São Paulo: Cengage Learning, Complementar 1. CHIAVERINI, Vicente. Aços e Ferros Fundidos. 7.ed.São Paulo: ABM, COLPAERT, H. Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns Revista e atualizada. 4.ed. São Paulo:. Edgard Blücher, PADILHA, Angelo Fernando. Materiais de engenharia: microestrutura e propriedades. São Paulo: Hemus, COUTINHO, C. Bottrel. Materiais Metálicos para Engenharia. Belo Horizonte: Fundação Cristiano Ottoni, SILVA, A.L.; MEI, P.R. Aços e ligas especiais. 2.ed. São Paulo: Edgard Blücher, PROVENZA, Francesco. Materiais para construções mecânicas. São Paulo: F. Provenza, CONTEÚDO PROGRAMÁTICO Para efeito didático, o conteúdo programático da disciplina foi dividido em 06 (seis) unidades discriminadas a seguir: I Introdução: Importância do estudo dos materiais de construção mecânica; A atuação do engenheiro de materiais; Critérios de seleção de materiais (noções); Classificação dos materiais de construção mecânica.

3 II III IV V VI Difusão atômica: Introdução; Mecanismos de movimentos atômicos; Energia de ativação; Distribuição de energia térmica; Coeficiente de difusão; Primeira lei de Fick; Segunda lei de Fick; Difusão atômica em contornos de grão e discordâncias; Dedução das leis de Fick; Exercícios. Diagramas de equilíbrio de fases: Considerações iniciais; Definições e conceitos fundamentais; Diagramas de fase em condições de equilíbrio; Diagramas unários; Diagramas binários; Regra das fases; Regra da horizontal; Regra da balança; Construção dos diagramas de equilíbrio; Sistemas isomorfos; Desenvolvimento da microestrutura em ligas isomorfas com resfriamento em condições de não-equilíbrio; Diagramas de fases contendo reações de três fases (reações invariantes); Diagramas ternários; Exercícios. O Sistema Fe-C: Considerações iniciais; Aços: considerações sobre o diagrama de equilíbrio Fe-C, fases e reações invariantes presentes no diagrama Fe-Fe 3 C, a reação eutetóide, distribuição dos elementos de liga nos aços, influência dos elementos de adição nas transformações alotrópicas do ferro, influência dos elementos de adição nas linhas de transformação do diagrama Fe-C, propriedades mecânicas dos aços, influência dos elementos de liga nos aços, designação e classificação dos aços, aplicações dos aços, exercícios; Ferros fundidos: generalidades, o carbono no ferro fundido, fatores que interferem na formação dos ferros fundidos, tipos de ferros fundidos, constituição dos ferros fundidos brancos, a reação eutética, constituição dos ferros fundidos cinzentos, ferros fundidos brancos especiais, aplicações dos ferros fundidos, exercícios. Materiais metálicos não ferrosos e suas ligas: Alumínio; Cobre; Níquel; e outros Outros materiais: Polímeros, Cerâmicos e Compósitos. 5 METODOLOGIA As aulas serão ministradas de forma convencional e complementadas com seminários apresentados por grupos de discentes sobre assuntos específicos dentro do programa fornecido no item anterior. 6 RECURSOS DIDÁTICOS O curso será ministrado utilizando-se multimídia, quadro e apostilha de autoria do professor. Durante as aulas serão entregues listas de exercícios aos alunos, cujas questões poderão ser utilizadas nas avaliações, como forma de incentivo ao aprendizado. 7 BIBLIOGRAFIA SUGERIDA AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Metals Handbook - Metalography, structures and phase diagrams. vol. 8, Ohio, ALBUQUERQUE, J. A. C. O plástico na prática. Porto Alegre: Sagra Liv. Ed., 1990.

4 ASKELAND, Donald R.; PHULÉ, Pradeep P. Ciência e engenharia dos materiais. 1ed. São Paulo: Editora Cengage Learning, BOTTREL COUTINHO, C. Materiais metálicos para engenharia. Belo Horizonte: Fundação Christiano Ottoni, BRESCIANI FILHO, ETTORE. Seleção de materiais metálicos. Campinas: Editora da UNICAMP, CALLISTER JR., William D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 7ed. Rio de Janeiro: LTC, CHIAVERINI, VICENTE. Aços e ferros fundidos. 7.ed. São Paulo: Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais, COLPAERT, Hubertus. Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns. 3 a Ed. São Paulo: Editora Edgard Blucher, DIETER, G.E. Metalurgia mecânica. 2 a Ed. Rio de Janeiro: Ed. Guanabara Dois, FREIRE, J.M. Materiais de construção mecânica: Fundamentos de tecnologia mecânica. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., GUEDES, B. & FILKAUSKAS, M. E. O plástico. São Paulo: Érica, HIGGINS, R. A. Propriedades e estruturas dos materiais em engenharia. São Paulo: Difusão Editorial, MICHAELI, W. et alli. Tecnologia dos plásticos. São Paulo: Edgard Blücher, REED-HILL, R. E. Princípios de metalurgia física. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, SHACKELFORD, James F. Ciência dos materiais. 6ed. São Paulo: Editora Pearson Education (Universitários), SMITH, William F. Materials science and engineering. 3.d. New York: McGraw-Hill, TITOW, W. V. & LANHAM, B. J. Termoplásticos reforzados. Buenos Aires: Editorial AméricaLee, VAN VLACK, L. H. Princípios de ciência dos materiais. São Paulo: Edgard Blücher, AVALIAÇÃO Serão realizadas, a princípio, 03 (três) avaliações: as duas primeiras, na forma de prova escrita, as quais poderão conter questões das listas de exercícios fornecidas aos discentes no

5 transcorrer do curso; e a última, na forma de seminários, apresentados por grupos de alunos, cujos temas serão definidos nas primeiras aulas do curso. O conceito geral (CG) será dado pela média aritmética simples das três avaliações, de acordo com o quadro abaixo: SITUAÇÃO CG CONDIÇÃO APROVAÇÃO REPROVAÇÃO EXC Excelente - Pontuação maior ou igual a 9 BOM Bom - Pontuação maior ou igual a 7 e menor que 9 REG Regular - Pontuação maior ou igual a 5 e menor que 7 Insuficiente - Pontuação menor que 5, mesmo que tenha alcançado a INS frequência mínima. Sem Frequência - Frequência nas aulas inferior a 75% da carga horária ministrada, independentemente dos conceitos nas avaliações, SF salvo se o mesmo já tiver cursado a disciplina com reprovação por conceito INS. Sem Aproveitamento - Se o discente faltar, pelo menos, em uma das SAP avaliações, mesmo que tenha alcançado a frequência mínima e obtido média maior ou igual a 5 nas outras avaliações. SR Sem rendimento Discente sem frequência e sem avaliações. OBSERVAÇÃO Dependendo da frequência, participação e interesse em sala de aula, o discente poderá ter a sua pontuação elevada, o que, em alguns casos, permitirá que alcance um conceito superior. 9 CONTATOS: teofilo@ufpa.br Fones: (91) ; (91) Blog: jorgeteofilo.wordpress.com