CTM

PROGRAMA DE APRENDIZAGEM

Curso: Tecnólogo em Fabricação Mecânica	Módulo: III
Disciplina: Ciência e Tecnologia dos Materiais	Semestre/Ano: 2015/1
Carga Horária: 80h	Professor: Alexandre Galiotto

Competências:

• Diferenciar Ciência e Tecnologia dos Materiais;
• Diferenciar e classificar os diversos tipos de materiais;
• Relacionar estrutura atômica e ligação interatômica com as propriedades dos materiais;
• Reconhecer as características das principais estruturas cristalinas.
• Diferenciar materiais cristalinos e não-cristalinos;
• Conhecer as imperfeições microestrutural e relacioná-las com as propriedades mecânicas;
• Compreender os mecanismos e fatores que afetam a difusão; 
• Compreender definições e conceitos dos diagramas de fases para aplicar no sistema ferro-carbono;
• Conhecer as principais variáveis no processamento térmico e termoquímico de ligas metálicas;
• Conhecer as características/propriedades, aplicações e processamento de ferro fundidos, aço inoxidável, ligas não ferrosas, cerâmicas, polímeros e compósitos.

Conhecimentos:

• Definições: Ciência e Tecnologia dos Materiais;
• Classificação dos materiais;
• Conceitos químicos;
• Geometria cristalina;
• Teoria da difusão atômica;
• Teoria de diagrama de fases;
• Curvas TTT (tempo - temperatura - transformação);
• Características/propriedades, aplicações e processamento de materiais.

Habilidades:

• Diferenciar Ciência e Tecnologia dos Materiais;
• Listar classificações diferentes de propriedades dos materiais;
• Listar as três classificações principais dos materiais sólidos relacionado com as características químicas distintas de cada uma;
• Identificar modelos atômicos e observar diferenças entre eles;
• Descrever sucintamente as ligações iônica, covalente, metálica e de van der Waals;
• Observar quais materiais exibem cada um destes tipos de ligações,  
• Descrever as diferenças nas estruturas atômicas, moleculares de materiais cristalinos e não-cristalinos;
• Desenhar células unitárias para as estruturas cristalinas cúbicas de face centrada e de corpo centrado;
• Desenvolver relações entre o comprimento da aresta da célula unitária e o raio atômico para as estruturas cristalinas cúbicas de face centrada e de corpo centrado;
• Calcular as densidades para os metais com estruturas cristalinas cúbicas de face centrada e de corpo centrado dado as dimensões de suas células unitárias;
• Dados três índices inteiros de direção, esboçar a direção que corresponde a esses índices em uma célula unitária.
• Especificar os índices de Miller para um plano que tenha sido traçado no interior de uma célula unitária;
• Fazer a distinção entre monocristais e materiais policristalinos.
• Definir isotropia e anisotropia em relação às propriedades dos materiais;
• Descrever os defeitos cristalinos lacuna e auto-intersticial;
• Citar os dois tipos de soluções sólidas, definir e esboçar esquematicamente cada um deles;
• Para cada discordância aresta, espiral e mista:
• descrever e fazer um desenho da discordância;
• observar a localização da linha de discordância;
• indicar a direção ao longo da qual a linha de discordância se estende;
• Descrever a estrutura atômica dentro da vizinhança de contornos de grão;
• Citar e descrever os dois mecanismos de difusão;
• Escrever a primeira e segunda lei de Fick na forma de equações e definir todos os seus parâmetros;
• Esboçar esquematicamente diagramas de fases simples isomorfos e eutéticos;
• Nestes diagramas, identificar as diferentes regiões de fases;
• Identificar as curvas liquidus, solidus e solvus;
• Dado um diagrama de fases binário, a composição de uma liga, a sua temperatura e admitindo que a liga se encontra em equilíbrio, determinar:
• quais as fases estão presentes;
• composição das fases;
• fração mássica das fases;
• Para um dado diagrama de fases binário:
• localizar as temperaturas e composições de todos os eutéticos, eutetóides, peritéticos e transformações de fases congruentes;
• escrever reações para todas essas transformações, tanto para o aquecimento como para o resfriamento;
• Dada a composição de uma liga ferro-carbono contendo entre 0,022%p C e 2,14%p C:
• especificar se é uma liga hipoeutetóide ou hipereutetóide;
• identificar a fase proeutetóide;
• calcular as frações mássicas da fase próeutetóide e da perlita;
• fazer um diagrama esquemático da microestrutura a uma temperatura imediatamente abaixo da eutetóide;
• Declarar os objetivos e descrever os procedimentos para os seguintes tratamentos térmicos: recozimento intermediário, recozimento para alívio de tensões, normalização, recozimento pleno e recozimento subcrítico;
• Definir endurecibilidade;
• Usando um diagrama de fases, descrever e explicar os dois tratamentos térmicos usados para endurecer uma liga por precipitação;
• Interpretar os gráficos TTT;
• Citar diferentes tipos de aços e, para cada tipo, citar as diferenças em composição, as propriedades que os distingue e algumas de suas aplicações típicas.
• Citar os quatro tipos de ferros fundidos e, para cada tipo, descrever a sua microestrutura e observar as suas características mecânicas gerais;
• Citar diferentes ligas não ferrosas e, para cada tipo, citar suas características físicas e mecânicas que as distingue, e, além disso, listar suas aplicações típicas.
• Descrever o processo para produzir vitro-cerâmicas;
• Classificar os polímeros, citando e descrevendo os quatro tipos de estruturas poliméricas;
• Citar os sete tipos diferentes de aplicações em polímeros e, para cada um deles, comentar as suas características gerais;
• Listar as três divisões principais dos materiais compósitos e citar a característica distinta de cada uma destas divisões.

Práticas Pedagógicas:

• Aulas teóricas expositivas dialogadas.
• Áudio visuais;
• Apresentações eletrônicas;
• Pesquisa e resolução de questões sobre o tema;
• Estudos dirigidos;
• Resoluções de problemas práticos;
• Utilização de modelos didáticos,
• Simulação (Sala de informática);
• Práticas (Laboratório de Ensaios de Materiais).

Avaliação:

• Durante o módulo, serão realizadas avaliações escritas, arguição, listas de exercícios.
• Para aprovação na U.C. é necessário aproveitamento mínimo de 60 % na média das avaliações e frequência mínima de 75% nas aulas.
• A média das avaliações será composta da seguinte maneira:

onde: Av = média das 3 avaliações de aprendizagem;

Tb = média das atividades propostas em sala de aula.

Se Média < 60 % conceito D

Se 60 % < Média < 75 % conceito C

Se 75 % < Média < 90 % conceito B

Se 90 % < Média < 100 % conceito A

• O conteúdo das avaliações poderá ser acumulativo.

Bibliografia básica:

• CALLISTER, William D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, [2002]. 

• SHACKELFORD, James F. Ciência dos materiais. Tradução de Daniel VIEIRA. 6. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. 556 p., il. ISBN 9788576051602.

• VAN VLACK, L. H. Princípios de ciência dos materiais. São Paulo: Edgard Blucher, 2004.

Bibliografia complementar:

• CHIAVERINI, V. Tecnologia mecânica: estrutura e propriedades das ligas metálicas. São Paulo: Pearson education, 1986. v. 1.

• SMITH, W. F. Princípios de ciência e engenharia de materiais. 3. ed. Lisboa: McGraw- Hill, 1998. 

• SOUZA, S. A. Composição química dos aços. São Paulo: Edgard Blucher, 1989.

• SILVA, A. L. V. C.; MEI, P. R.. Aços e ligas especiais. São Paulo: Edgard Blucher, 2006.

• CANEVAROLO JÚNIOR, Sebastião V. Ciência dos polímeros: um texto básico para tecnólogos e engenheiros. 2. ed. São Paulo: Artiber, 2002.

CRONOGRAMA DAS AULAS PREVISTAS 2015_1 (conforme calendário acadêmico)

Cronograma de aulas previstas – 2015/1
Data	Assunto
05/02	Apresentação da Unidade Curricular – contrato pedagógico. Introdução e contextualização de Ciência e Tecnologia dos Materiais. Classificação dos Materiais
06/02	Estrutura atômica.
12/02	Ligações interatômicas.
13/02	Estrutura de sólidos cristalinos
19/02	Estrutura de sólidos cristalinos (direções e planos)
20/02	Imperfeições em sólidos.
26/02	Exercícios / Revisão / Esclarecimento de dúvidas
27/02	Avaliação 01
05/03	Difusão
06/03	Difusão
12/03	Exercícios
13/03	Discordâncias
19/03	Discordâncias
20/03	Mecanismos de aumento de resistência
26/03	Mecanismos de aumento de resistência
27/03	Diagramas de fases
30/03	Diagramas de fases
31/03	Diagramas de fases
02/04	Diagramas de fases
09/04	Transformações de fases
10/04	Transformações de fases
16/04	*reserva técnica
17/04	Processamento térmico de ligas metálicas
23/04	Processamento térmico de ligas metálicas
24/04	Aula Prática
30/04	Exercícios / Revisão / Esclarecimento de dúvidas
07/05	Exercícios / Revisão / Esclarecimento de dúvidas
08/05	Avaliação 02
14/05	*reserva técnica
15/05	Ligas metálicas
21/05	Ligas metálicas
22/05	Cerâmicas / Polímeros / Compósitos
28/05	Cerâmicas / Polímeros / Compósitos
29/05	Propriedades elétricas / Térmicas / Magnéticas / Óticas
11/06	Seleção de Materiais e Considerações de Projeto
12/06	Questões econômicas, ambientais e sociais em CTM
18/06	Exercícios / Revisão / Esclarecimento de dúvidas
19/06	Avaliação 03
25/06	Revisão de conteúdo
26/06	Recuperação