UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TACHIRA Vicerrectorado Académico Decanato de Docencia Departamento de Ingeniería Mecánica Departamento: Ingeniería Mecánica Código:

0634403T

Pre-requisito: Semestre:

H/S: 4

Núcleo: Materiales y Procesos Teoría:

4

0615301T

IV

Asignatura: Ciencia de los Materiales I Práctica:

Lab.:

U.C.: 3

Equivalencia: 0040T Especialidad: Ing. Mecánica, Ing. Industrial

1. JUSTIFICACIÓN:

Una sociedad moderna basa su sostenimiento y desarrollo, en gran medida, en las diversas actividades de la ingeniería. El cuerpo de trabajo de algunas de las ramas de la ingeniería son básicamente los materiales. Estos poseen un conjunto de atributos que los hacen útiles para satisfacer las necesidades que demanda la sociedad. Así, el ejercicio profesional de muchos ingenieros está vinculado con el empleo de materiales de ingeniería. En línea con lo anterior, resulta evidente que el ingeniero debe poseer un conocimiento apropiado del comportamiento de los materiales que utiliza y, por ende, de sus propiedades. Asimismo, conviene que el ingeniero se percate que las propiedades se derivan de la estructura interna del material. Con este propósito, en esta asignatura se estudian los diversos niveles en que puede considerarse la estructura interna de los materiales: Atómico, cristalino-amorfo, unifásico y multifásico. Se hace énfasis en sus implicaciones en los procesos reales de ingeniería. Esto proporciona los fundamentos en el estudio de las propiedades y comportamiento de los diversos tipos de materiales, en particular, los metales dado el gran impacto que han tenido en el desarrollo de la sociedad. En consecuencia, Ciencia de los Materiales I es el primer nivel en el estudio de la interrelación estructura – propiedades - procesamiento medio circundante. Este conocimiento proporciona las herramientas básicas para el empleo inteligente de los materiales en ingeniería. 2. OBJETIVOS GENERALES:

Al finalizar el curso los alumnos serán capaces de: Reconocer las propiedades más significativas de los materiales de ingeniería para una determinada aplicación, con énfasis en los metales. 3. CONTENIDOS:

Unidad I.

INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES

Tipos de materiales de ingeniería. Evolución de los materiales de ingeniería. Relación estructura, propiedades, procesamiento, medio circundante. Unidad II. ESTRUCTURA ATÓMICA Estructura del átomo. Estructura electrónica. Tipos de enlaces atómicos. Relación estructura atómica y propiedades. 1/15

Unidad III. CRISTALOGRAFÍA E IMPEFECCIONES CRISTALINAS Celda unidad. Sistemas cristalinos y redes de Bravais. Parámetros de red. Direcciones y planos en la celda unidad (Índices de de Miller). Densidad lineal, planar y volumétrica en celdas unidad. Polimorfismo, alotropía. Sólidos no cristalinos. Relación estructuras cristalinas, propiedades y deformación. Defectos puntuales. Defectos lineales. Defectos de interfase. Relación imperfecciones y deformación. Unidad IV. DIFUSIÓN EN ESTADO SÓLIDO Generalidades. Mecanismos de difusión. Factores que influyen en la difusión. Primera ley de Fick. Segunda ley de Fick. Aplicaciones de la primera y segunda ley de Fick. Unidad V.

ENSAYOS Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS METALES I

Definición. Clasificación. Ensayo de dureza. Ensayo de tracción. Diagrama esfuerzo vs. deformación ingenieril. Propiedades mecánicas a partir del diagrama esfuerzo vs. deformación ingenieril. Unidad VI. CONSTITUCIÓN DE LAS ALEACIONES Metal puro y aleación. Clasificación de las aleaciones. Tipos de fases. Unidad VII. DIAGRAMA DE FASES Diagramas de fase de sustancias puras. Diagramas binarios con solubilidad total en estado líquido y sólido. Diagramas binarios con insolubilidad total y solubilidad parcial en estado sólido. Transformaciones invariantes en la solidificación. Eutéctica y peritéctica. Transformaciones invariantes en estado sólido: Eutectoide y peritectoide. Transformaciones de fase en ausencia de invariantes en estado sólido: Eutectoide y peritectoide. Transformaciones de fase en ausencia de equilibrio. Diagramas de fase complejos. Interés industrial de las transformaciones de fase y/o estructura. Unidad VIII. MATERIALES METÁLICOS Clasificación. Aleaciones ferrosas. Diagrama de fase hierro-carburo de hierro. Diagramas TTT. Tratamientos térmicos de los aceros al carbono. Aleaciones no ferrosas. 4. MÉTODOS Y TECNICAS DE ENSEÑANZA: Participación interactiva profesor-estudiante en el proceso enseñanza /aprendizaje con apoyo del pizarrón, marcador, proyector y recursos multimedia. Se programarán visitas a los laboratorios del núcleo para introducir a los estudiantes en los ensayos mecánicos, equipos, máquinas y procesos de conformación.

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5. CRITERIOS Y TÉCNICAS DE EVALUACIÓN (En términos generales):

Evaluación continua: Exámenes cortos, tareas, trabajos prácticos, participaciones en clase, etc. Pruebas presénciales. 6. BIBLIOGRAFÍA:

• Smith, W. Ciencia e Ingeniería de Materiales, 3ª Edición, McGraw-Hill /Interamericana de España, S.A., Madrid (2004) • Avner, S. Introducción a la Metalurgia Física, 2ª Edición, McGraw-Hill /Interamericana de México, S.A., México, D.F.(1974) • Askeland, D. Phulé, Pradeep. Ciencia e Ingeniería de los Materiales, 4ª Edición, International Thomson Editores, México D.F. (2004) • Shackelford, J. Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros, 4ª Edición, Prentice-Hall Iberia, Madrid (1998) • Dieter, G. Mechanical Metallurgy,Third Edition, McGraw-Hill, New York (1986)

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TACHIRA VICERRECTORADO ACADEMICO COMISION CENTRAL DE CURRICULUM PROGRAMA ANALITICO Asignatura: Ciencia de los Materiales I Código: 0634403T Unidad I: Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales ___ Objetivo General. Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de: Reconocer la importancia de los materiales en la Ingeniería.

Objetivos Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de: I.1. Reconocer la importancia de los materiales de ingeniería en el desarrollo de la sociedad. I.2. Establecer vínculos entre la estructura interna, propiedades y procesamiento de materiales de ingeniería con las aplicaciones y comportamiento en servicio de los mismos. I.3. Describir las características generales de las distintas clases de materiales de ingeniería con énfasis en las propiedades mecánicas. I.4. Reconocer las diversas clases de materiales de ingeniería y diferenciarlos entre sí.

Actividades I.1. Se introducirá el tema de materiales en ingeniería estableciendo una clasificación. Se discutirán las características generales de cada clase de materiales mediante ejemplos ilustrativos sobre aplicaciones en Ingeniería I.2. Se explicará y discutirá la evolución de los materiales de ingeniería en los diversos grados de desarrollo que ha vivido la humanidad.

Contenidos Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales 1. Tipos de materiales de ingeniería 2. Evolución de los materiales de ingeniería

3. Propiedades químicas, físicas, I.3. Se explicará la relación mecánicas y estructura interna, tecnológicas de los propiedades, procesamiento de materiales materiales y medio circundante, destacando su importancia en el 4. Relación estructura, conocimiento, uso y propiedades, comportamiento en servicio de procesamiento y los materiales que utiliza la medio ingeniería. I.4. Se discutirán los distintos tipos de propiedades que presentan los materiales (Físicas, Químicas, Mecánicas y Tecnológicas); haciendo particular énfasis en el grupo de propiedades mecánicas y tecnológicas.

Recursos

Evaluación

• Pizarra acrílica • Marcadores • Retroproyector • Transparencias • Video Beam • Afiches • Microvideos • Textos • Revistas • Internet • Apuntes

Primer Parcial Prueba escrita presencial 33% Unidades I II y III

_

Bibliografía Askeland, D. R. “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”, 4ª Edición, International Thomson Editores, México D.F. (2004). Cap 1 Smith, W. “Ciencia e Ingeniería de Materiales”, 3ª Edición, McGraw-Hill, Madrid (2004). Cap 1 Shackelford, J. F. “Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros”, 4ª Edición, Prentice Hall, Madrid (1998). Cap 1

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Unidad II: Estructura Atómica ______________________ Objetivo General. Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de: Relacionar las propiedades de los materiales con su estructura atómica.

Objetivos

Actividades

Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de:

II.1. Se recordará y expondrá la definición y estructura del átomo.

II.1. Describir la estructura del átomo según el modelo de Bohr.

II.2. Se explicará y discutirá la relación entre la estructura electrónica del átomo con las propiedades de los materiales.

II.2. Relacionar la estructura electrónica del átomo con las propiedades de los materiales.

Contenidos

Recursos

Estructura Atómica

• Pizarra acrílica

1. La estructura del átomo. 1.1. Estructura electrónica del átomo. 1.2. Estructura electrónica y reactividad química

• Marcadores

II.3. Se explicará e ilustrará mediante ejemplos típicos los 2. Enlaces Atómicos tipos de enlaces existentes 2.1. Primarios: II.3. Reconocer los enlaces entre átomos. Iónicos, interatómicos de tipo covalentes y primario y secundario. II.4 Se definirá la distancia metálicos interatómica de equilibrio y 2.2. Secundarios: II.4 Interpretar el discutirá su relación con las Enlaces de Van significado interatómico propiedades de los Der Walls. de la distancia de materiales. 2.3. Mixtos: Iónicoequilibrio y los factores covalente, que la afectan. II.5. Se discutirá la relación metálicoentre las propiedades de los covalente, II.5. Establecer la relación materiales y los enlaces metálico-iónico, entre las propiedades de interatómicos. covalentelos materiales y sus secundario. enlaces interatómicos. 3. Relación entre propiedades y tipos de enlaces presentes.

Evaluación

• Retroproyector • Transparencias • Video Beam • Afiches • Microvideos • Textos • Revistas • Internet • Apuntes

Primer Parcial Prueba escrita presencial 33% Unidades I II y III

Bibliografía Askeland, D. R. “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”, 4ª Edición, International Thomson Editores, México D.F. (2004). Cap 2 Smith, W. “Ciencia e Ingeniería de Materiales”, 3ª Edición, McGraw-Hill, Madrid (2004). Cap 2 Shackelford, J. F. “Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros”, 4ª Edición, Prentice Hall, Madrid (1998). Cap 2

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Unidad III: Cristalografía _____________ _ Objetivo General. Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de: Relacionar las propiedades de los materiales con su estructura e imperfecciones cristalinas.

Objetivos Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de:

Actividades

III.1. Se explicarán y discutirán los aspectos básicos del ordenamiento atómico, tales como naturaleza del III.1. Definir cristal, sistema mismo, retículas o red cristalino, sistema no espacial, puntos cristalino (amorfo) y reticulares, estructura celda unidad cristalina y amorfa, etc. III.2. Estudiar las principales estructuras cristalinas: III.2. Se identificarán las variables geométricas Cúbica y Hexagonal. asociadas a la celda III.3. Dada una serie de unitaria, conocidas por elementos cristalinos, parámetros de red. clasificarlos dentro de III.3. Se explicarán los los sistemas cúbicos o diferentes sistemas Hexagonal. cristalinos típicos de los III.4. Dibujar en la retícula metales. espacial del sistema cristalino del material, III.4. Se discutirán los aspectos más importantes de las diferentes puntos, diferentes celdas unidad, direcciones y planos que permitirán su completo cristalográficos. entendimiento. III.5. Asignar a cada III.5. Se explicará el método dirección y plano operacional de Millercristalográfico los Bravais para la Índices de Miller identificación y correspondientes. designación de direcciones y planos cristalográficos. III.6. Calcular la densidad Se resolverán y atómica lineal, planar y propondrán diversos volumétrica en celdas problemas. unitarias. III.6. Se definirán los conceptos de densidad atómica lineal, planar y volumétrica. Se ejercitará mediante la resolución de problemas.

Contenidos Cristalografía 1. Estado Sólido 1.1 Sólidos Cristalinos 1.2 Sólidos Amorfos 2. Estructuras Cristalinas 2.1 Definición de cristal 2.2 Celda unidad 2.3 Retículas o mallas cristalográficas 2.4 Sistemas cristalinos y Redes de Bravais 2.5 Parámetros de Red 3. Sistemas Cristalinos de los metales 3.1. Estudio de las celdas BCC, FCC y HCP 3.2. Polimorfismo y Alotropía 4. Índices de Miller para direcciones y planos cristalográficos 5. Densidad atómica lineal, planar y volumétrica 6. Defectos Puntuales 6.1 Vacancias 6.2 Átomo intersticial 6.3 Átomo sustitucional 6.4 Defecto Frenkel 6.5 Defecto Schottky

Recursos

Evaluación

Askeland, D. R. “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”, 4ª Edición, International Thomson Editores, México D.F. (2004). Cap 3,4

• Pizarra acrílica • Marcadores • Retroproyector • Transparencias • Video Beam • Afiches • Microvideos • Textos • Revistas • Internet • Apuntes

Bibliografía

Primer Parcial Prueba escrita presencial 33% Unidades I II y III

Smith, W. “Ciencia e Ingeniería de Materiales”, 3ª Edición, McGraw-Hill, Madrid (2004). Cap 3,4 Shackelford, J. F. “Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros”, 4ª Edición, Prentice Hall, Madrid (1998). Cap 3,4

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Unidad III: Cristalografía _____________ _ Objetivo General. Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de: Relacionar las propiedades de los materiales con su estructura e imperfecciones cristalinas.

Objetivos

Actividades

Contenidos

Recursos

Evaluación

Bibliografía

III.7. Definir el concepto de III.7. Se abordará el tema de 7. Defectos Lineales Polimorfismo y alotropía. 7.1 Dislocación de Borde defectos cristalinos, y 7.2 Dislocación de discutirá su influencia III.8. Diferenciar el estado Hélice sólido cristalino y el en las propiedades 7.3 Dislocación Mixta estado sólido amorfo. mecánicas y 7.4 Vector de Burgers procesamiento de los III.9. Relacionar las materiales. propiedades con las estructuras cristalinas III.8. Se explicará la teoría de 8. Defectos superficiales de los materiales. deslizamiento y su 8.1 Frontera de grano III.10. Relacionar las repercusión en el 8.2 Superficie del estructuras cristalinas comportamiento de los material con la deformación materiales metálicos. 8.3 Bordes de Macla plástica (Permanente) 9. Teoría de deslizamiento de los materiales. 9.1. Deslizamiento III.11.Identificar los defectos 9.2. Deslizamiento cristalinos puntuales. cruzado III.12. Distinguir entre 9.3. Deslizamiento y Dislocaciones de Borde deformación plástica. y de Hélice. 9.4. Influencia de la III.13. Establecer los estructura cristalina factores que controlan en las propiedades la formación y de los metales. reproducción de las dislocaciones. 9.5. Control del proceso de deslizamiento III.14. Definir y reconocer 9.5.1. Endurecimiento defectos de superficie o de interface. por deformación 9.5.2.Endurecimiento III.15. Relacionar las propiedades mecánicas por solución sólida con las imperfecciones 9.5.3. Endurecimiento cristalinas. por tamaño de grado

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Unidad IV: Difusión en estado sólido ___________________ Objetivo General. Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de: Considerar el proceso de difusión en estado sólido como método para modificar el arreglo atómico superficial y a poca profundidad con el propósito de controlar localmente las propiedades mecánicas.

Objetivos Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de:

Actividades

Contenidos

IV.1. Se ilustrará y discutirá Difusión en estado sólido mediante ejemplos prácticos, el fenómeno de la 1. Difusión difusión en las fases IV.1. Interpretar y explicar 1.1 Generalidades gaseosa, líquida y sólida, por medio de una ley Siendo esta ultima la de exponencial la variación 2. Mecanismos de Difusión del coeficiente de mayor interés para el 2.1 Difusión sustitucional difusión con la análisis. temperatura. 2.2 Difusión intersticial IV.2. Se enunciaran los 2.3 Autodifusión IV.2 Describir los diferentes postulados teóricos básicos mecanismos de difusión que explican la posibilidad en estado sólido. de difusión en estado sólido. 3. Difusividad IV.3 Determinar los factores IV.3. Se explicarán los 4. Factores influyentes en que influyen en la distintos mecanismos de difusividad. la difusión difusión en el estado sólido. IV.4. A partir de consideraciones de flujo IV.4. Se indicarán y discutirán 5. Velocidad de proceso de atómico, deducir las los diversos factores que difusión en estado ecuaciones de la 1ª. Y 2ª influyen el la Difusividad en sólido Ley de Fick para difusión el estado sólido. en estado sólido. 6. Primera ley de Fick. IV.5. Se enunciarán las IV.5. Usando las ecuaciones Aplicación: situaciones de difusión en Soluciones analíticas de Sinterización estado estacionario, así la 2ª Ley de Fick), como en estado no deducir un perfil de estacionario. Además se 7. Segunda Ley de Fick. concentración bajo deducirán sus respectivos determinadas Aplicaciones: modelos matemáticos condiciones iníciales. Carburizado y Nitrurado (Leyes de Fick). Se IV.6. Estudiar algunas ejercitará para el aplicaciones industriales afianzamiento de estos de los procesos de conceptos. difusión en estado sólido. IV.6 Se resolverán ejercicios de aplicación de las leyes de Fick.

Recursos

Evaluación

• Pizarra acrílica • Marcadores • Retroproyector • Transparencias • Video Beam • Afiches • Microvideos • Textos • Revistas • Internet • Apuntes

Segundo Parcial Prueba escrita presencial 33% Unidades IV V y VI

Bibliografía Askeland, D. R. “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”, 4ª Edición, International Thomson Editores, México D.F. (2004). Cap 5 Smith, W. “Ciencia e Ingeniería de Materiales”, 3ª Edición, McGraw-Hill, Madrid (2004). Cap 4 Shackelford, J. F. “Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros”, 4ª Edición, Prentice Hall, Madrid (1998). Cap 4

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Unidad V: Ensayos y Propiedades Mecánicas de los Metales I __________ Objetivo General. Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de: Describir la importancia de los ensayos mecánicos como técnica para medir y cuantificar las propiedades mecánicas de los metales.

Objetivos Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de: V.1. Definir propiedades mecánicas de los metales. V.2. Clasificar los ensayos mecánicos aplicados a metales. V.3. Describir el ensayo de Dureza e interpretar sus resultados.

Actividades V.1. Se ilustrará y explicará cada ensayo mecánico, destacando su operatividad así como los resultados obtenidos del mismo. V.2. Se explicará y analizará el diagrama de esfuerzo versus deformación, obtenido del ensayo del tracción

V.3 Se discutirán las propiedades mecánicas V.4. Describir el ensayo de asociadas a esta prueba. tracción e interpretar sus Se resolverán problemas resultados. típicos. V.5. Interpretar el diagrama de esfuerzo, σ vs. deformación, ε obtenido del ensayo de tracción y a partir de este deducir propiedades mecánicas de un metal específico.

Contenidos Ensayos y Propiedades Mecánicas de los Metales I

Recursos

Evaluación

• Pizarra acrílica • Marcadores

1. Ensayos mecánicos 1.1 Definición 1.2 Clasificación 2. Ensayos Mecánicos I 2.1 Ensayo de Dureza 2.2 Ensayo de Tracción 2.2.1. Diagrama Esfuerzo vs. deformación ingenieril 2.2.2. Propiedades mecánicas a partir del Diagrama esfuerzo vs. deformación ingenieril

• Retroproyector • Transparencias • Video Beam • Afiches • Microvideos • Textos • Revistas • Internet • Apuntes

Segundo Parcial Prueba escrita presencial 33% Unidades IV V y VI

Bibliografía Askeland, D. R. “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”, 4ª Edición, International Thomson Editores, México D.F. (2004). Cap 6 Smith, W. “Ciencia e Ingeniería de Materiales”, 3ª Edición, McGraw-Hill, Madrid (2004). Cap 5 Shackelford, J. F. “Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros”, 4ª Edición, Prentice Hall, Madrid (1998). Cap 7

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Unidad VI: Constitución de las Aleaciones __________________________ Objetivo General. Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de: Reconocer y describir las fases presentes en determinados sistemas de Aleación, así como también podrá inferir la relación con sus propiedades mecánicas.

Objetivos

Actividades

Contenidos

Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de:

VI.1. Se enunciará el concepto de fase, clasificación y tipos.

Constitución Aleaciones

VI.1. Definir el concepto de fase. VI.2. Distinguir las distintas fases presentes en una aleación binaria y en estado sólido. VI.3. Describir las características más relevantes de cada tipo de fase presente en una aleación. VI.4. Construir el perfil de solidificación presentado por una aleación en su enfriamiento desde la fase liquida.

Recursos de

las

1. Aleación 1.1 Definición 1.2 Clasificación de las aleaciones

VI.2. Se explicarán las características más relevantes de las fases: Metal Puro, Aleaciones Intermedias ó compuestos 2. Fases y soluciones sólidas. Así 2.1 Clasificación de las como de sus respectivos fases perfiles de enfriamiento 2.1.1. Metal Puro 2.1.2. Compuestos: VI.3. Se enunciarán las reglas Intermetálicos de Hume-Rothery, como Intersticiales y criterio para determinar electrónicos la solubilidad total en las 2.1.3. Soluciones soluciones sólidas de un sólidas: sistema de aleación Solución Sólida binario. intersticial 2.1.4. Solución sólida sustitucional 2.2. Reglas de HumeRothery

Evaluación

• Pizarra acrílica • Marcadores • Retroproyector • Transparencias • Video Beam • Afiches • Microvideos • Textos • Revistas

Segundo Parcial Prueba escrita presencial 33% Unidades IV V y VI

Bibliografía Askeland, D. R. “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”, 4ª Edición, International Thomson Editores, México D.F. (2004). Cap 9 Avner, S. H. “Introducción a la Metalurgia Física”, 2ª Edición, McGraw-Hill (1974). Cap 5

• Internet • Apuntes

2.3. Perfiles de Solidificación

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Unidad VII: Diagramas de Fases ____________________________ Objetivo General. Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de: Construir e interpretar eficientemente diagramas de fase sencillos y complejos de sistemas de aleación binarios.

Objetivos

Actividades

Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de:

VII.1.Se ilustrarán y explicarán Diagramas de fases los diversos diagramas de 1. Diagramas de fases de fase: diagramas binarios sustancias puras con solubilidad total en 2. Diagramas de fases estado líquido y sólido, binarios. diagramas binarios con 2.1 Diagramas de fases insolubilidad total y binarios con solubilidad parcial en solubilidad total en estado sólido, diagramas estado líquido y sólido binarios con 2.2 Perfil de transformaciones solidificación en invariantes en la equilibrio solidificación: euctéctica 2.3 Composición de y peritéctica, diagramas fases, Regla de la con transformaciones palanca y invariantes en estado Porcentajes de sólido: euctéctoide y fases peritéctoide. Diagramas 2.4 Diagramas binarios complejos. con insolubilidad VII.2. Resolución de problemas total y solubilidad con diagramas de fases parcial en estado de sistemas de aleación sólido de uso industrial. 3. Diagramas binarios con reacciones invariantes o de tres fases 3.1 Transformaciones invariantes en la solidificación: Euctéctica, Monotéctica y Peritéctica. Aleación de fusión incongruente 3.2 Transformaciones invariantes en estado sólido: Euctéctoide y Peritéctoide

VII.1. Construir un diagrama de fase binario a partir de datos conocidos del mismo o conociendo las curvas de enfriamiento del sistema de aleación respectivo. VII.2. Identificar las reacciones eutécticas, peritéctica, eutéctoide y peritéctoide, transformación alotrópica, punto de fusión congruente e incongruente cuando aparecen en un diagrama de fase. VII.3. Describir cada tipo de diagrama y calcular las cantidades relativas y composición química de las fases utilizando la regla de la palanca.

Contenidos

Recursos

Evaluación

• Pizarra acrílica

Askeland, D. R. “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”, 4ª Edición, International Thomson Editores, México D.F. (2004). Cap 10

• Marcadores • Retroproyector • Transparencias • Video Beam • Afiches • Microvideos • Textos • Revistas • Internet • Apuntes

Bibliografía

Tercer Parcial Prueba escrita presencial 34% Unidades VII y VIII

Smith, W. “Ciencia e Ingeniería de Materiales”, 3ª Edición, McGraw-Hill, Madrid (2004). Cap 8 Shackelford, J. F. “Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros”, 4ª Edición, Prentice Hall, Madrid (1998). Cap 5 Avner, S. H. “Introducción a la Metalurgia Física”, 2ª Edición, McGraw-Hill (1974). Cap 6

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Unidad VII: Diagramas de Fases ____________________________ Objetivo General. Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de: Construir e interpretar eficientemente diagramas de fase sencillos y complejos de sistemas de aleación binarios.

Objetivos VII.4. Describir el proceso de solidificación de una aleación cuando se enfría desde el estado líquido hasta una temperatura ambiente. Esta descripción implica una identificación clara y precisa de las transformaciones de fase. VII.5. Emplear e interpretar con destreza un diagrama binario complejo.

Actividades

Contenidos

Recursos

4. Diagrama de fases binario generales 4.1. Diagrama de fases binario con compuestos intermedios

• Pizarra acrílica

5. Transformaciones de fase en ausencia de equilibrio 6. Interés industrial de las transformaciones de fase y / o estructura

Evaluación

Askeland, D. R. “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”, 4ª Edición, International Thomson Editores, México D.F. (2004). Cap 10

• Marcadores • Retroproyector • Transparencias • Video Beam • Afiches • Microvideos • Textos • Revistas • Internet • Apuntes

Bibliografía

Tercer Parcial Prueba escrita presencial 34% Unidades VII y VIII

Smith, W. “Ciencia e Ingeniería de Materiales”, 3ª Edición, McGraw-Hill, Madrid (2004). Cap 8 Shackelford, J. F. “Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros”, 4ª Edición, Prentice Hall, Madrid (1998). Cap 5 Avner, S. H. “Introducción a la Metalurgia Física”, 2ª Edición, McGraw-Hill (1974). Cap 6

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Unidad VIII: Materiales Metálicos ______________________________ Objetivo General. Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de: Considerar diversos tipos de aleaciones metálicas relevantes en ingeniería, así como también su uso y aplicaciones.

Objetivos

Actividades

Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de:

VIII.1. Se introducirá el tema haciendo una valoración de la versatilidad de los metales, se hará VIII.1. Identificar la amplia referencia a casos variedad de metales y concretos que ilustren aleaciones metálicas como las propiedades de de uso dominante en la los metales los hacen industria . muy útiles para aplicaciones en VIII.2. Considerar el empleo ingeniería. de aleaciones férreas y no férreas en VIII.2. Se presentara la aplicaciones subdivisión de las especificas en aleaciones de ingeniería ingeniería en férreas y no férreas. Y dentro de estos la VIII.3. Describir la evolución variedad de familias de microestructural interés industrial, durante el enfriamiento discutiendo los atributos desde el estado liquido especiales de cada una. para un acero o fundición dado usando VIII.3. Se explicará y discutirá el diagrama de fases en detalle el diagrama de respectivo. fases Fe – Fe3C dada su importancia en la VIII.4. Calcular la cantidad industria. de fases presentes a una temperatura VIII.4. Se explicaran los determinada para un diagramas TTT, haciendo acero o fundición dado hincapié en su usando el diagrama de construcción, usos y fases respectivo. aplicación

Contenidos 1. Clasificación 2. Aleaciones Férreas Aceros al carbono Aceros de baja aleación Aceros de alta aleación Fundiciones de hierro 3. Diagrama de fase HierroCarburo de Hierro 4. Tratamientos Térmicos de aceros al carbono El diagrama TTT ( De transformación isotérmica) Transformaciones con Difusión Transformaciones sin difusión (Martensíticas) Transformación por enfriamiento continuo y su relación con los diagramas TTT Factores que influyen en la posición de las curvas TTT Velocidad de enfriamiento y velocidad critica de enfriamiento Recocido total Recocido de esferoidización Normalizado Endurecimiento por temple Temple-Revenido Austempereado ó Bainitizado Otros

Recursos

Evaluación

Askeland, D. R. “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”, 4ª Edición, International Thomson Editores, México D.F. (2004). Cap 12,13

• Pizarra acrílica • Marcadores • Retroproyector • Transparencias • Video Beam • Afiches • Microvideos • Textos • Revistas • Internet • Apuntes

Bibliografía

Tercer Parcial Prueba escrita presencial 34% Unidades VII y VIII

Smith, W. “Ciencia e Ingeniería de Materiales”, 3ª Edición, McGraw-Hill, Madrid (2004). Cap 9 Shackelford, J. F. “Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros”, 4ª Edición, Prentice Hall, Madrid (1998). Cap 5,6,7 Avner, S. H. “Introducción a la Metalurgia Física”, 2ª Edición, McGraw-Hill (1974).

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Unidad VIII: Materiales Metálicos _______________________________ Objetivo General. Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de: Considerar diversos tipos de aleaciones metálicas relevantes en ingeniería, así como también su uso y aplicaciones.

Objetivos

Actividades

VIII.5. Clasificar los aceros y VIII.5. Se explicarán los fundiciones de hierro distintos tratamientos en base a su térmicos aplicables a los composición química, aceros, destacando el microestructura, uso y objetivo y propiedades obtención. que se modifican, microestructura VIII.6. Describir un diagrama característica, medio de TTT enfriamiento, velocidad de enfriamiento, VIII.7. Representar curvas temperatura de de enfriamiento calentamiento y tipo de continuo sobre un aceros a los que se diagrama TTT aplica. Se ejercitará su VIII.8. Predecir a través de aplicación mediante la diagramas TTT la resolución de problemas. microestructura y propiedades a obtener VIII.6. Se explicarán las en un acero al carbono propiedades y tratado térmicamente características de las aleaciones no ferrosas VIII.9. Describir los más utilizadas, así como principales su aplicabilidad. tratamientos térmicos, nombrando objetivos, procedimiento, microestructuras obtenidas y parámetros principales.

Contenidos

Recursos

Evaluación

Bibliografía

5. Templabilidad Ensayo de templabilidad ( ensayo Jominy ) Empleo de los datos de templabilidad 6. Aleaciones no férreas Aleaciones de Aluminio Aleaciones de cobre Aleaciones de Estaño Aleaciones de Titanio Aleaciones de Zinc Otras

VIII.10. Ilustrar gráficamente curvas representativas de los diversos tratamientos térmicos sobre curvas TTT.

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Unidad VIII: Materiales Metálicos _______________________________ Objetivo General. Al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de: Considerar diversos tipos de aleaciones metálicas relevantes en ingeniería, así como también su uso y aplicaciones.

Objetivos

Actividades

Contenidos

Recursos

Evaluación

Bibliografía

VIII.11. Elegir las condiciones de calentamiento, mantenimiento y enfriamiento en el tratamiento térmico de un acero dado. VIII.12. Identificar la templabilidad y su aplicación. VIII.13. Seleccionar un acero en función de su templabilidad. VIII.14. Reconocer las propiedades, características y aplicaciones mas relevantes de las principales aleaciones no férreas, tales como: aleaciones de aluminio, cobre, Zinc, Estaño, Titanio y otros

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