Sumários

T25

8 Junho 2010, 12:00 Augusto Moita de Deus

Taxa de arrefecimento crítica, em arrefecimento contínuo, para a formação de:

-100% de martensite 

-100% perlite  em aços eutectoides.

Tratamentos térmicos. Objectivo: obtenção de materiais com  resistência mecânica (ou: dureza) e/ou  ductilidade  especificada.

Recozimentos: discussão sumária dos vários tipos de recozimento

Em geral envolvem o tratamento de peças a temperatura relativamente elevada, durante tempos relativamente longos

Têmperas:  discussão sumária

Em geral envolvem arrefecimentos muito rápidos.

Exemplos de tratamentos térmicos de aços para os quais intervêm os diagramas TTT-TI: têmpera (têmpera martensitica), têmpera + revenido,  martêmpera,  martêmpera + revenido , austêmpera.

Revenido: objectivo; alterações ocorridas na martensite durante o revenido.

Atenção: em inglês revenido é "tempering" e têmpera é "quenching".

Exemplos de tratamentos térmicos de aços para os quais intervêm os diagramas TTT-AC: têmpera (por exº arrefecimento em água), normalização (por exº arrefecimento ao ar), recozimento completo (por exº arrefecimento em forno).

 

Propriedades eléctricas. Materiais semicondutores

Lei de Ohm. Resistividade eléctrica, condutividade eléctrica. Valores típicos da condutividade eléctrica de condutores (metais), semicondutores e isolantes (cerâmicos, polímeros).

Trata-se de uma propriedade física que é das que mais variam em termos de ordem de grandeza, de material (por exº metal) para material (por exº polímero). 

Modelo de bandas de energia. Banda de valência, banda de condução: condutores, isolantes.

Conceito de hiato (gap) de energia.

Semicondutores: hiato relativamente "estreito" permite a promoção (termicamente activada) espontânea de electrões da banda de valência para a banda de condução.

Buracos (não confundir o termo "buracos" com quaisquer poros ou qualquer outro tipo de ausência extensiva de matéria; trata-se meramente da "ausência de um electrão"; essa ausência acaba por se comportar como uma partícula de carga positiva).

Semicondutores puros ou intrínsecos (por exº, silício ou germânio).

Semicondutores extrínsecos (ou dopados).

Impurezas doadoras (por exemplo, átomos de P no Si) dão origem a um semicondutor de tipo n. Impurezas aceitadoras (por exemplo, átomos de B no Si) dão origem a um semicondutor de tipo p.

Referências para estudo:

Smith:    507-514, 185-190, 196-202, 207-211 . Callister:   335-347, 388-390, 665-673, 679-685 .


P13

7 Junho 2010, 11:30 Augusto Moita de Deus

Cinética das transformações de fases e tratamentos térmicos: problemas 1-4, 10.

Para entregar (VI): Diagramas de Fases probl 16,  Cinética das transformações de fases e tratamentos térmicos, probl. 8 e 11.

Nota- esta aula foi repetida em 16-6-2010, das 11:30 às 13:00 na sala 0.15 (8 alunos assistiram à aula). 

Realizaram-se os problemas: 1, 3, 4.


P12

7 Junho 2010, 09:30 Augusto Moita de Deus

Diagramas de fases: problemas 4-6.

Nota- esta aula foi repetida em 16-6-2010, das 11:30 às 13:00 na sala 0.15 (8 alunos assistiram à aula). 

Realizaram-se os problemas: 4-6.


T24

1 Junho 2010, 12:00 Augusto Moita de Deus

Diagrama TTT-TI do aço eutectóide.

Perlite, bainite.

Notar que a perlite não é uma fase. É a associação lamelar de ferrite e cementite.

Similarmente, a bainite não é uma fase. É uma associação não-lamelar de ferrite e cementite (e/ou outros carbonetos de ferro).

Perlite fina e grosseira.

Explicação desse comportamento (grossura das lamelas, em função da temperatura de transformação), com base no fenómeno da nucleação.

Bainite superior e inferior.

Martensite. Transformação martensítica como transformação de fases em que não ocorre difusão. Estrutura cristalina da martensite. Comportamento frágil.

Uso do do diagrama TTT-TI para o estudo do arrefecimento de um aço, em particular para a determinação da microstrutura final após o tratamento térmico.

Por sobreposição das linhas desse diagrama com as curvas de arrefecimento T(t) de peças de aço, vamos obter uma descrição temporal das transformações de fases que irão ocorrer nesse material.

Nota: a temperatura inicial T(t=0) tem de ser suficientemente alta de maneira a que o material parta duma configuração 100% austenítica.

Diagramas TTT: aspectos genéricos. Os diagramas TTT deverão conter os seguintes elementos:

  • 1) eixos bem caracterizados; 
  • 2) temperaturas notáveis (por exº, Teut, Ms, Mf, Tin.prec.); 
  • 3) linhas de início (por exº, 1%) de transformação e de fim (por exº, 99%) de transformação; 
  • 4) legenda, i.e., indicar as fases em equilíbrio em cada região do diagrama (usar a inicial do nome da fase). 

Diagramas TTT-TI da austenite para aços hipo e hiper-eutectóides. Realce às modificações relativamente ao caso do aço eutectóide:

  • translação das linhas de transformação perlite/bainite para tempos mais longos (aço hiper-eutectóide) ou mais curtos (aço hipo-eutectóide); 
    • justificação desse comportamento, com base no fenómeno da difusão
  • aparecimento da linha de precipitação (da cementite ou da ferrite); 
  • Ms (e Mf) decrescem com o teor em carbono.

Diagramas TTT-AC da austenite para um aço eutectóide. Realce às modificações relativamente ao caso do diagrama TTT-TI do aço eutectóide:

  • curvas deslocadas para tempos mais longos e temperaturas ligeiramente inferiores; 
  • supressão do ramo inferior das curvas em forma de "C".

Referências para estudo:

Smith:   496-507 . Callister: 326-336  .


P11

31 Maio 2010, 11:00 Augusto Moita de Deus

Diagramas de fases: problemas 2, 3c.