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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO Disciplina: Tratamentos Térmicos e Superficiais Código: 30-299 Carga Horária: 40h (Teórica: 20h) (Prática: 20h) Créditos: 02 Pré-Requisito: 30-264
EMENTA Aços e ferros fundidos. Diagrama de equilíbrio Fe-Fe3C. Diagramas de resfriamento contínuo e diagramas isotérmicos. Tratamentos Térmicos e Termoquímicos dos aços e ligas ferrosas. Tratamentos térmicos de ligas não ferrosas. Tratamentos Superficiais: PVD, Shoot Peening e outros.
OBJETIVOS A disciplina visa desenvolver no aluno competências de conceber, planejar, analisar e supervisionar os parâmetros operacionais envolvidos no tratamento térmico de componentes, peças metálicas, analisando as necessidades produtivas e correlacionando as propriedades dos materiais com a capacidade de cada tratamento térmico. Para isto desenvolver o entendimento dos conceitos de tratamentos térmicos de modo que o tenha conhecimento para selecionar e supervisionar processos de tratamentos térmicos; Desenvolver a habilidade do aluno na preparação e análise metalográfica; Proporcionar ao aluno conhecimento sobre a inter-relação entre as propriedades mecânicas, microestruturas e processo de fabricação de aços, ferros fundidos e ligas não ferrosas; Proporcionar ao aluno conhecimento sobre os diferentes processos de tratamentos térmicos
CONTEÚDOS CURRICULARES
UNIDADE DE ENSINO 01 – INTRODUÇÃO ÀOS TRATAMENTOS TÉRMICOS: Apresentar a teoria básica dos tratamentos térmicos realizados em ligas metálicas, principalmente exemplificando as ligas de aço. Definir dos fases presentes nos aços; Definir dos diferentes tratamentos térmicos para os aços; Apresentar os parâmetros e características necessárias para realizar os tratamentos térmicos.
TDE 01 – Fazer um trabalho sobre os principais tratamentos térmicos aplicados nos aços.
UNIDADE DE ENSINO 02 – DEFINIÇÕES E CLASSIFICAÇÕES DOS AÇOS E FERROS FUNDIDOS: Apresentar as principais classificações dos aços, as fases presentes e os principais elementos de liga utilizados nos aços. Também explorar os efeitos que cada elemento de liga tem sobre os tratamentos térmicos. Além de apresentar uma revisão sobre o diagrama de fases e introduzir as curvas TTT – Transformação Tempo-Temperatura.
TDE 02 – Fazer um estudos das curvas TTTs para os principais aços ao carbono.
UNIDADE DE ENSINO 03 – TRATAMENTOS TÉRMICOS NOS AÇOS Explorar os principais tratamentos térmicos aplicados aos aços: Recozimento, Normalização, Tempera e Revenido, Esferoidização e Solubilização. Quais as variações presentes em cada um deles, e quais os seus objetivos e resultados possíveis de serem alcançados.
Atividade prática 01: Avaliar o efeito dos tratamentos térmicos de recozimento, têmpera e revenido em aços nas suas propriedades mecânicas e metalúrgicas. Para isto, amostras dos aços ao carbono serão submetidas aos tratamentos e serão realizadas micrografias e medidas das durezas antes e depois dos referidos tratamentos. TDE 03 – Fazer o relatório da Atividade Prática 01.
UNIDADE DE ENSINO 04 – TEMPERABILIDADE DOS AÇOS Mstrar os ensaios de Temperabilidade aplicados aos aços: Ensaio de Jominy e Ensaio de Grosman (perfil U de temperabilidade). Explorar as possibilidades e a forma de interpretar os resultados obtidos destes ensaios e como utilizar de forma qualitativa eles aplicando sobre as peças reais de trabalho.
Atividade prática 02: Avaliar temperabilidade de dois aços ao carbono pelo ensaio normatizado de Jominy. Para isto, Corpos de Prova dos aços SAE 1045 e SAE 4140 serão submetidos ao tratamento térmico de Tempera utilizando o dispositivo de Jominy e serão realizadas medidas das durezas ao longo do comprimento dos Corpos de Povas.
TDE 04 – Fazer o relatório da Atividade Prática 02.
UNIDADE DE ENSINO 05 – FERROS FUNDIDOS E SEUS TRATAMENTOS TÉRMICOS Definir as principais classificações dos ferros fundidos, a suas aplicações, as formas de obtenção e os seus respectivos tratamentos térmicos.
Atividade prática 03: Realizar o tratamento térmico de austêmpera em ferro fundido nodular, gerando microestrutura bainita fina, e por meio de ensaios de tração, dureza e metalografia, analisar e comparar o ganho de resistência mecânica.
TDE 05 – Fazer o relatório da Atividade Prática 03.
UNIDADE DE ENSINO 06 – CEMENTAÇÃO Apresentar as técnicas utilizadas para endurecer a superfície de peças de aço tais como cementação e nitretação seguidas de tempera e revenido. Sendo focado principalmente na cementação, no fenômeno físico de difusão, lei de Fick e os parâmetros adequados para realizar este tratamento Termo-físico e os resultados possíveis de ser obtidos com ele.
Atividade prática 04: Avaliar a profundidade de cementação e o teor de carbono obtido na cementação sólida de barras de aço com baixo teor de carbono, SAE 1015, utilizando dois meios de cementação: Carvão vegetal puro e mistura de carvão vegetal, carbonato de sódio e grafite. TDE 06 – Fazer o relatório da Atividade Prática 04.
UNIDADE DE ENSINO 07 – ALUMÍNIO – LIGAS E TRATAMENTOS Apresentar as principais ligas de alumínio, suas classificações e aplicações, quais podem ser tratadas termicamente bem como quais os possíveis tratamentos térmicos aplicados as ligas de alumínio. Também visa explorar os resultados e seus benefícios possíveis de serem alcançados com os tratamentos térmicos de alumínio. TDE 07 – Fazer um estudo dos tratamentos térmicos aplicados nas ligas de alumínio.
METODOLOGIA Visando desenvolver nos alunos as competências de conceber, planejar, analisar e supervisionar os parâmetros operacionais envolvidos tratamentos térmicos, as aulas são desenvolvidas de forma variada e tem como metodologias: a tradicional (expositivo-dialogadas com estudos dirigidos), a ativa e a sócio-interacionista. No intuito de desenvolver as competências inerentes à disciplina, podem ser utilizados recursos de multimídia como projetores de imagem e vídeo, materiais concretos e máquinas e equipamentos presentes no laboratório, e a contextualização ocorre através da resolução de problemas reais. Os alunos desenvolverão Trabalhos Discente Efetivos – TDEs no total de 10h, envolvendo resolução de exercícios e problemas reais com a aplicação dos conceitos trabalhados na área de fabricação por usinagem.
AVALIAÇÃO A avaliação da disciplina propõe verificar se as competências pretendidas neste plano de ensino foram adquiridas pelo acadêmico, por meio dos seguintes instrumentos de avaliação: provas escritas e Trabalhos Discentes Efetivos, estes últimos valendo 20% da média parcial. As avaliações serão realizadas ao longo do semestre e distribuídas uniformemente de acordo com o plano de ensino. Em uma aula que antecede uma avaliação serão dadas orientações a respeito da sistemática a ser adotada e os conteúdos exigidos, bem como os critérios específicos da avaliação. No instrumento de avaliação haverá de forma explícita e por escrito quanto valerá cada questão.
BIBLIOGRAFIA BÁSICA KRAUSS, George. Steels: heat treatment and processing principles. Ohio: ASM International, 2000. CHIAVERINI, Vicente. Aços e ferros fundidos: características gerais, tratamentos térmicos, principais tipos. 7.ed. São Paulo: Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais, 2005.
VANDER VOORT, George F. Metallography: principles and pratice. New York: McGraw - Hill, 2007.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR SILVA, A. L. V. da Costa e; MEI, P. R.. Aços e ligas especiais. São Paulo: Blucher, 2010. GUESSER, Wilson Luiz. Propriedades mecânicas dos ferros fundidos. São Paulo: Blucher, 2009. ASM INTERNATIONAL. Handbook Committee. ASM Handbook. United States of America: ASM International, 2007. V.1 e V.4. VANDER VOORT, George F. (coord). Atlas of time - temperature diagrams for irons and steels. Ohio: ASM International, 2007. TAYLOR, James L. Dicionário metalúrgico: Inglês-português, português-inglês. 2. ed. São Paulo: ABM, 2010. |