UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIN A DISTANCIA

2011-2012

|SegundoBarrosoHerreroJosRamnGilBercero

GRADOENINGENIERAMECNICA

GRADOENTECNOLOGASINDUSTRIALES

GRADOGUADEESTUDIODELAASIGNATURAASIGNATURA:FUNDAMENTOSDECIENCIADELOSMATERIALESI2PARTE|PLANDETRABAJOYORIENTACIONESPARASUDESARROLLO

FUNDAMENTOSDECIENCIADELOSMATERIALESI

UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIN A DISTANCIA 2

1.- PLAN DE TRABAJO

La asignatura "Fundamentos de Ciencia de los Materiales" se desarrolla a lo largo de dos cursos del Grado en Ingeniera Mecnica formando parte de la materia "Ciencia y Tecnologa de Materiales". En este primer curso Fundamentos de Ciencia de Materiales I correspondiente al segundo semestre y 5 crditos ECTS, se abarcan aquellos temas de carcter bsico y fundamental que permiten al alumno iniciarse en el conocimiento de la ciencia de materiales, siendo el principal objetivo relacionar la estructura interna con las propiedades de los materiales metlicos y los cambios que se producen como consecuencia de la aplicacin de tratamientos trmicos, mecnicos o termo-mecnicos.

Para la consecucin de los objetivos es necesario planificar el estudio, por lo que se propone un cronograma que permita avanzar de manera satisfactoria en el estudio de la materia, lo cual no impide que cada alumno marque su propio ritmo de trabajo. El semestre se considera 13 semanas hbiles.

Es importante acceder regularmente al curso virtual de la asignatura, donde encontrar todas las novedades relacionadas con el curso. As mismo, el alumno encontrar las "Orientaciones al Estudio" de cada tema, y podr formar parte de los grupos de trabajo y realizar consultas al equipo docente e intercambiar opiniones con sus compaeros en los foros correspondientes.

CRONOGRAMA

TEMA TIEMPO ESTIMADO DE ESTUDIO

1.- Introduccin a la ciencia e ingeniera de materiales 1 SEMANA 2.- Estructura interna de los materiales. Sistemas cristalinos 2 SEMANAS 3.- Defectos en la estructura cristalina. Solidificacin de metales 2 SEMANAS 4.- Constitucin de las aleaciones metlicas. Diagramas de fases y transformaciones

4 SEMANAS

5.- Propiedades mecnicas de materiales metlicos. Ensayos 2 SEMANAS 6.- Aleaciones frreas de inters industrial. Tratamientos y caractersticas

2 SEMANAS

En cada uno de los temas se proponen actividades con el fin de reforzar los conocimientos adquiridos de carcter voluntario.

Las actividades de aprendizaje se desarrollan a travs del estudio terico y prctico sobre la bibliografa bsica, realizacin de trabajos y prcticas.

Trabajo individual. Los alumnos realizarn un trabajo sobre las aplicaciones de las aleaciones metlicas que ser propuesto y evaluado por el Equipo Docente.

Prcticas. Las prcticas, que sern las mismas en todos los Centros Asociados, se centrarn en la interpretacin de microestructuras as como en el clculo de las fases y constituyentes presentes en los diferentes supuestos prcticos. El Alumno podr disponer al

UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIN A DISTANCIA 3

iniciarse el curso del correspondiente cuadernillo de prcticas a travs del curso virtual de la asignatura. La nota de prcticas solo tendr validez en el Curso en el que se realizan.

PLAN DE ACTIVIDADES

RESULTADOS DEL APRENDIZAJE

Tema 1.- Introduccin a la ciencia e ingeniera de materiales.

1 SEMANA

Estudie el tema 1 del texto Introduccin al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones y resuelva las cuestiones de autoevaluacin.

Establecer el objetivo de la Ciencia e Ingeniera de materiales

Identificar las propiedades ms importantes de los materiales

Describir la estructura atmica

Describir los diferentes tipos de enlaces qumicos y su relacin con los materiales

Clasificar y enunciar las caractersticas ms importantes de cada grupo de materiales

Relacionar aplicaciones con seleccin de materiales

Tema 2.- Estructura interna de los materiales. Sistemas cristalinos. 2 y 3 SEMANA

Estudie el tema 2 del texto Introduccin al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones y resuelva las cuestiones de autoevaluacin.

Diferenciar entre materiales amorfos y cristalinos Conocer los diferentes sistemas cristalinos diferenciando sus redes cristalinas Identificar planos y direcciones cristalogrficas en el sistema cbico y hexagonal mediante ndices de Millar Resolver clculos sencillos relacionados con las celdas cristalinas cbicas y calcular densidades Describir las tcnicas de caracterizacin de materiales

FUNDAMENTOSDECIENCIADELOSMATERIALESI

UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIN A DISTANCIA 4

Tema 3.- Estructura interna de los materiales. Sistemas cristalinos.

4 y 5 SEMANA

Estudie el tema 3 del texto Introduccin al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones y resuelva las cuestiones de autoevaluacin.

Describir las imperfecciones cristalogrficas y su importancia en las propiedades e ingeniera de materiales. Describir los mecanismos ms importantes de la difusin y sus aplicaciones industriales Describir el proceso de solidificacin distinguiendo las distintas morfologas de grano y los materiales monocristalinos de los policristalinos. Evaluar el tamao de grano mediante la normativa y a travs de la tcnica de Anlisis Metalogrfico Conocer los tipos de defectos internos producidos durante la solidificacin y las tcnicas para la inspeccin de los mismos

Tema 4.- Constitucin de las aleaciones metlicas. Diagramas de fases. Transformaciones.

6, 7, 8 y 9 SEMANA

Estudie el tema 4 del texto Introduccin al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones y resuelva las cuestiones de autoevaluacin.

Conocer las diferentes soluciones slidas metlicas y compuestos que se producen al alear dos metales. Describir las curvas de enfriamiento y los diagramas de fase como medio de comprensin de las aleaciones metlicas Calcular las composiciones qumicas y cantidad relativa de las fases y microconstituyentes presentes en un aleacin determinada Interpretar los diferentes tipos de diagramas de fase binarios. Describir la evolucin microestructural durante el enfriamiento de una aleacin justificando la microestructura obtenida por anlisis metalogrfico. Diferenciar las diferentes transformaciones invariantes.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIN A DISTANCIA 5

Tema 5.- Propiedades mecnicas de materiales metlicos. 10 y 11 SEMANA

Estudie el tema 5 del texto Introduccin al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones y resuelva las cuestiones de autoevaluacin.

Definir la deformacin dependiente y no dependiente del tiempo Conocer las propiedades mecnicas y su determinacin mediante los correspondientes ensayos Describir los fenmenos de fluencia y su importancia en el diseo Diferenciar los diferentes mecanismos de endurecimiento y los tratamientos de restauracin

Tema 6.- Aleaciones frreas de inters industrial. Tratamiento y caractersticas.

12 y 13 SEMANA

Estudie el tema 6 del texto Introduccin al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones y resuelva las cuestiones de autoevaluacin.

Interpretar el diagrama de fase del hierro-carbono, sus transformaciones y microestructuras en equilibrio Describir las transformaciones isotermas de la austenita y sus morfologas caractersticas Conocer los diferentes tratamientos trmicos caractersticos de los aceros y los tratamientos superficiales Describir la clasificacin de aceros al carbono, aleados y fundiciones y el efecto de los diferentes elementos de aleacin

2.- ORIENTACIONES PARA EL ESTUDIO DE LOS CONTENIDOS Materiales de estudio La bibliografa bsica recomendada es: Introduccin al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones y Construccin e interpretacin de Diagramas de Fase Binarios En el curso virtual el Equipo Docente actualizar los contenidos de la bibliografa bsica si se considera necesario.

FUNDAMENTOSDECIENCIADELOSMATERIALESI

UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIN A DISTANCIA 6

Tema 1.- Introduccin a la ciencia e ingeniera de materiales

El tema responde a los conocimientos bsicos iniciales que son necesarios para una mejor comprensin de la materia.

Algunos contenidos ya se han estudiado o se estudian en qumica. El nivel expuesto en la bibliografa bsica es suficiente para est asignatura, por lo

tanto no es necesario profundizar ms los contenidos. Tema 2.- Estructura interna de los materiales. Sistemas cristalinos

En el tema se estudia el estado slido y en particular los sistemas cristalinos de los metales con sus caractersticas ms relevantes y las Tcnicas para la caracterizacin de estructuras internas.

El nivel expuesto en la bibliografa bsica es suficiente para est asignatura, por lo tanto no es necesario profundizar ms los contenidos.

Tema 3.- Estructura interna de los materiales. Sistemas cristalinos

En el tema se estudian los diferentes tipos de defectos existentes en las redes cristalinas y su importancia en la ingeniera de materiales, la solidificacin y los defectos producidos y las tcnicas para su inspeccin.

El nivel expuesto en la bibliografa bsica es suficiente para est asignatura, por lo tanto no es necesario profundizar ms los contenidos.

Tema 4.- Constitucin de las aleaciones metlicas. Diagramas de fases. Transformaciones

El tema estudia el concepto de aleacin metlica y los diagramas de fase como medio para conocer e interpretar una microestructura de un material metlico y las transformaciones existentes. Debe completar el estudio sobre la construccin e interpretacin de diagramas de fases con el libro recomendado en la bibliografa de la asignatura.

El nivel expuesto en la bibliografa bsica es suficiente para est asignatura, por lo tanto no es necesario profundizar ms los contenidos.

Tema 5.- Propiedades mecnicas de materiales metlicos

El tema estudia el comportamiento de los materiales metlicos ante esfuerzos externos, introduciendo el concepto de deformacin y los ensayos ms significativos para caracterizar las propiedades de los mismos. Tambin se estudia los efectos de la deformacin sobre los materiales metlicos y los fenmenos de restauracin, as como otros mecanismos de endurecimiento.

El nivel expuesto en la bibliografa bsica es suficiente para est asignatura, por lo

tanto no es necesario profundizar ms los contenidos. Tema 6.- Aleaciones frreas de inters industrial. Tratamiento y caractersticas

El tema estudia el diagrama de fase hierro-carbono, transformaciones, microestructuras, diagramas TTT, tratamientos trmicos y describe los aceros y fundiciones ms caractersticos.

El nivel expuesto en la bibliografa bsica es suficiente para est asignatura, por lo tanto no es necesario profundizar ms los contenidos.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIN A DISTANCIA 7

3.- ORIENTACIONES PARA LA REALIZACIN DEL PLAN DE ACTIVIDADES Objetivos Motivar y reforzar el estudio de la materia a travs de la resolucin de ejercicios y trabajos de carcter voluntario que sern propuestos por el equipo docente. Recursos La bibliografa recomendada en la gua de la asignatura y otras fuentes de informacin bibliogrfica, bases de datos, Internet y cualquier otra siempre debidamente identificada o referenciada. Actividades de Autoevaluacin Tema 1.- Introduccin a la ciencia e ingeniera de materiales

Actividad 1.-Resolver las cuestiones de la bibliografa bsica Introduccin al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones 1, 4, 14, 21, 29

Actividad 2.-Reflexione sobre los materiales inteligentes y enumere aplicaciones actuales y de futuro

Tema 2.- Estructura interna de los materiales. Sistemas cristalinos

Actividad 1.-Resolver las cuestiones de la bibliografa bsica Introduccin al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones 5, 8, 12, 24 y 26.

Tema 3.- Estructura interna de los materiales. Sistemas cristalinos

Actividad 1.-Resolver las cuestiones de la bibliografa bsica Introduccin al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones 4, 6, 20, 25 y 28.

Tema 4.- Constitucin de las aleaciones metlicas. Diagramas de fases. Transformaciones

Actividad 1.-Resolver las cuestiones de la bibliografa bsica Introduccin al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones 3, 11, 15, 18 y 27.

Actividad 2.-Trabajar los ejercicios de la bibliografa bsica Construccin e interpretacin de Diagramas de Fase Binarios: Parte II, 1, 3, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 13, 14 y 15. Parte III, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 y 11. (Consultar Fe de erratas).

Trabajo sobre Diagramas de Fases propuesto en su momento en la plataforma aLF como Tarea 1 por el Equipo Docente y evaluado por el Profesor Tutor, debiendo ser enviado nicamente a travs de la plataforma aLF. Tema 5.- Propiedades mecnicas de materiales metlicos

Actividad 1.-Resolver las cuestiones de la bibliografa bsica Introduccin al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones: 2, 6, 18, 22 y 24.

FUNDAMENTOSDECIENCIADELOSMATERIALESI

UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIN A DISTANCIA 8

Tema 6.- Aleaciones frreas de inters industrial. Tratamiento y caractersticas

Actividad 1.-Resolver las cuestiones de la bibliografa bsica Introduccin al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones:1, 10, 18, 23 y 25.

Actividad 2.-Interpretar diferentes microestructuras de aceros. Trabajo individual sobre aleaciones metlicas, propuesto en su momento a travs de la plataforma aLF como Tarea 2 y evaluado por el Equipo Docente, que ser enviado nicamente a travs del correo postal al Profesor Segundo Barroso Herrero, a la direccin c/ Juan del Rosal 16, Edificio Informtica, planta 4 despacho 24. -28040- Madrid. Prcticas realizadas en el Centro Asociado por el Profesor-Tutor cuyo guin se encuentra en la carpeta Documentos de la plataforma aLF, son de carcter obligatorio tanto en la evaluacin continua como la no continua y debern ser entregadas o enviadas al Centro Asociado en el que se han desarrollado, a la atencin del Profesor Tutor. Cada Centro Asociado fijar las fechas de realizacin de las mismas. 4.- CRITERIOS DE EVALUACIN

La evaluacin se efectuar mediante la suma de los rendimientos efectuados por el alumno a lo largo del curso que comenzarn con la realizacin de trabajos individuales de carcter voluntario as como la realizacin de las prcticas y de la correspondiente prueba presencial.

La relacin de porcentajes es la siguiente:

Trabajo individual sobre diagrama de fases: hasta un 10%

Trabajo individual sobre aleaciones metlicas: hasta un 10%

Prcticas obligatorias: hasta un 10%

Pruebas presenciales: hasta un 70%

La prueba presencial constar de un ejercicio sobre la construccin e interpretacin de diagramas de fase binarios, que alcanzar un valor de 2,5 puntos. El resto de la puntuacin, 4,5 puntos, se obtendr mediante la realizacin de una prueba tipo test que constar de nueve preguntas, con tres respuestas posibles cada una de ellas, de las que slo una ser vlida. Las respuestas acertadas sumarn 0,5 puntos, las incorrectas restarn 0,25 y las no contestadas no tendrn valor en la calificacin.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIN A DISTANCIA 9

Es condicin indispensable para superar la asignatura, obtener:

Apto en prcticas con una calificacin mnima de 0,5 puntos. Una calificacin mnima de 1 punto en el ejercicio de construccin e

interpretacin de diagramas de fases, incluido en la prueba presencial. Una calificacin mnima de 2 puntos en la prueba tipo test.

Aquellos alumnos que no sigan la evaluacin continua, debern contestar en la prueba presencial a una pregunta de desarrollo con la que podrn obtener un mximo de 2 puntos, completando as los 10 puntos al sumar los 7 del resto incluido en la prueba presencial y el punto de prcticas. La duracin de la prueba presencial con independencia del tipo de evaluacin ser de 2 horas. 5.- GLOSARIO Se encuentra en la plataforma alF (Icono Documentos)