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GRADO

GUÍA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA 2ª PARTE | PLAN DE TRABAJO Y ORIENTACIONES PARA SU DESARROLLO

Ana María Camacho López José Ramón Gil Bercero Inmaculada Flores Borges Miguel Ángel Sebastián Pérez GRADO EN INGENIERÍA MECÁNICA GRADO EN TECNOLOGÍAS INDUSTRIALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA

FUNDAMENTOS DE CIENCIA DE LOS MATERIALES I

1.- PLAN DE TRABAJO La asignatura "Fundamentos de Ciencia de los Materiales" se desarrolla a lo largo de dos cursos en los Grados en Ingeniería Mecánica y Tecnologías Industriales, formando parte de la materia "Ciencia y Tecnología de Materiales". En este primer curso, “Fundamentos de Ciencia de Materiales I” correspondiente al segundo semestre y 5 créditos ECTS, se abarcan aquellos temas de carácter básico 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 metálicos y los cambios que se producen como consecuencia de la aplicación de tratamientos térmicos, mecánicos o termo-mecánicos. Para la consecución 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 hábiles. Es importante acceder regularmente al curso virtual de la asignatura, donde encontrará todas las novedades relacionadas con el curso. Así mismo, el alumno encontrará las "Orientaciones al Estudio" de cada tema, y podrá formar parte de los grupos de trabajo y realizar consultas al equipo docente e intercambiar opiniones con sus compañeros en los foros correspondientes.

CRONOGRAMA TEMA

TIEMPO ESTIMADO DE ESTUDIO

1.- Introducción a la ciencia e ingeniería de materiales

1 semana

2.- Estructura interna de los materiales. Sistemas cristalinos

2 semanas

3.- Defectos en la estructura cristalina. Solidificación de metales

2 semanas

4.- Constitución de las aleaciones metálicas. Diagramas de fases y transformaciones

4 semanas

5.- Propiedades mecánicas de materiales metálicos. Ensayos

2 semanas

6.- Aleaciones férreas de interés industrial. Tratamientos y características

2 semanas

En cada uno de los temas se proponen actividades con el fin de reforzar los conocimientos adquiridos de carácter voluntario. Las actividades de aprendizaje se desarrollan a través del estudio teórico y práctico sobre la bibliografía básica, realización de trabajos y prácticas.

Prácticas. Las prácticas, que serán las mismas en todos los Centros Asociados, se centrarán en la interpretación de microestructuras así como en el cálculo de las fases y constituyentes presentes en los diferentes supuestos prácticos. El alumno podrá disponer al iniciarse el curso del guion de prácticas a través del curso virtual de la asignatura.


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PLAN DE ACTIVIDADES

RESULTADOS DEL APRENDIZAJE

Tema 1.- Introducción a la ciencia e ingeniería de materiales. 1ª SEMANA

Establecer el objetivo de la Ciencia e Ingeniería de materiales Identificar las propiedades más importantes de los materiales Estudie el tema 1 del texto “Introducción al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones” y resuelva las

cuestiones de auto evaluación.

Describir la estructura atómica Describir los diferentes tipos de enlaces químicos y su relación con los materiales Clasificar y enunciar las características más importantes de cada grupo de materiales Relacionar aplicaciones con selección de materiales

Tema 2.- Estructura interna de los materiales. Sistemas cristalinos. 2ª y 3ª SEMANA Diferenciar entre materiales amorfos y cristalinos Conocer los diferentes sistemas cristalinos diferenciando sus redes cristalinas Estudie el tema 2 del texto “Introducción al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones” y resuelva las

Identificar planos y direcciones cristalográficas en el sistema cúbico y hexagonal mediante índices de Millar

cuestiones de auto evaluación. Resolver cálculos sencillos relacionados con las celdas cristalinas cúbicas y calcular densidades Describir las técnicas de caracterización de materiales

Tema 3.- Estructura interna de los materiales. Sistemas cristalinos. 4ª y 5ª SEMANA Describir las imperfecciones cristalográficas y su importancia en las propiedades e ingeniería de materiales. Describir los mecanismos más importantes de la difusión y sus aplicaciones industriales Estudie el tema 3 del texto “Introducción al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones” y resuelva las

Describir el proceso de solidificación distinguiendo las distintas morfologías de grano y los materiales monocristalinos de los


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policristalinos. Evaluar el tamaño de grano mediante la normativa y a través de la técnica de Análisis Metalográfico Conocer los tipos de defectos internos producidos durante la solidificación y las técnicas para la inspección de los mismos

Tema 4.- Constitución de las aleaciones metálicas. Diagramas de fases. Transformaciones. 6ª, 7ª, 8ª y 9ª SEMANA Conocer las diferentes soluciones sólidas metálicas y compuestos que se producen al alear dos metales. Describir las curvas de enfriamiento y los diagramas de fase como medio de comprensión de las aleaciones metálicas Calcular las composiciones químicas y cantidad relativa de las fases y microconstituyentes presentes en un aleación determinada Estudie el tema 4 del texto “Introducción al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones” y resuelva las

Interpretar los diferentes tipos de diagramas de fase binarios.

cuestiones de auto evaluación. Describir la evolución microestructural durante el enfriamiento de una aleación justificando la microestructura obtenida por análisis metalográfico. Diferenciar las diferentes transformaciones invariantes.

Tema 5.- Propiedades mecánicas de materiales metálicos. 10ª y 11ª SEMANA Definir la deformación dependiente y no dependiente del tiempo Conocer las propiedades mecánicas y su determinación mediante Estudie el tema 5 del texto “Introducción al conocimiento de los correspondientes ensayos los materiales y a sus aplicaciones” y resuelva las cuestiones de auto evaluación. Describir los fenómenos de fluencia y su importancia en el diseño Diferenciar los diferentes mecanismos de endurecimiento y los tratamientos de restauración

Tema 6.- Aleaciones férreas de interés industrial. Tratamiento y características. 12ª y 13ª SEMANA Interpretar el diagrama de fase del hierro-carbono, sus transformaciones y microestructuras en equilibrio Describir las transformaciones isotermas de la austenita y sus Estudie el tema 6 del texto “Introducción al conocimiento de morfologías características los materiales y a sus aplicaciones” y resuelva las



Conocer los diferentes tratamientos térmicos característicos de los aceros y los tratamientos superficiales

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Describir la clasificación de aceros al carbono, aleados y fundiciones y el efecto de los diferentes elementos de aleación

2.- ORIENTACIONES PARA EL ESTUDIO DE LOS CONTENIDOS Materiales de estudio La bibliografía básica recomendada 

BARROSO HERRERO, S.; GIL BERCERO, J.R. y CAMACHO LÓPEZ, A.M.: Introducción al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones. Editado en “Cuadernos de la UNED”. 0135283CU01A01, Octubre 2008.



BARROSO HERRERO, S. y GIL BERCERO, J. R.: Construcción e interpretación de diagramas de fase binarios. Editado como Addenda. (63101AD01A01). UNED. 1ª edición (6a reimpresión, julio 2007)

Bibliografía complementaria: 

W.F. SMITH: Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de materiales. McGraw-Hill. 3ª Edición. 2004

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J.F. SHACKELFORD: Introducción a la ciencia de materiales para ingenieros. Prentice Hall. 6a Edición. 2005

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W.D. CALLISTER: Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Tomo 1. Revertè. 1995

En el curso virtual el equipo docente actualizará los contenidos de la bibliografía básica si se considera necesario.

Tema 1.- Introducción a la ciencia e ingeniería de materiales   

El tema responde a los conocimientos básicos iniciales que son necesarios para una mejor comprensión de la materia. Algunos contenidos ya se han estudiado o se estudian en química. El nivel expuesto en la bibliografía básica es suficiente para está asignatura, por lo tanto no es necesario profundizar más los contenidos.

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



En el tema se estudia el estado sólido y en particular los sistemas cristalinos de los metales con sus características más relevantes y las Técnicas para la caracterización de estructuras internas. El nivel expuesto en la bibliografía básica es suficiente para está asignatura, por lo tanto no es necesario profundizar más los contenidos.




En el tema se estudian los diferentes tipos de defectos existentes en las redes cristalinas y su importancia en la ingeniería de materiales, la solidificación y los defectos producidos y las técnicas para su inspección. El nivel expuesto en la bibliografía básica es suficiente para está asignatura, por lo tanto no es necesario profundizar más los contenidos.

Tema 4.- Constitución de las aleaciones metálicas. Diagramas de fases. Transformaciones 

El tema estudia el concepto de aleación metálica y los diagramas de fase como medio para conocer e interpretar una microestructura de un material metálico y las transformaciones existentes. Debe completar el estudio sobre la construcción e interpretación de diagramas de fases con el libro recomendado en la bibliografía de la asignatura.


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FUNDAMENTOS DE CIENCIA DE LOS MATERIALES I 

El nivel expuesto en la bibliografía básica es suficiente para está asignatura, por lo tanto no es necesario profundizar más los contenidos.

Tema 5.- Propiedades mecánicas de materiales metálicos 



El tema estudia el comportamiento de los materiales metálicos ante esfuerzos externos, introduciendo el concepto de deformación y los ensayos más significativos para caracterizar las propiedades de los mismos. También se estudia los efectos de la deformación sobre los materiales metálicos y los fenómenos de restauración, así como otros mecanismos de endurecimiento. El nivel expuesto en la bibliografía básica es suficiente para está asignatura, por lo tanto no es necesario profundizar más los contenidos.

Tema 6.- Aleaciones férreas de interés industrial. Tratamiento y características 



El tema estudia el diagrama de fase hierro-carbono, transformaciones, microestructuras, diagramas TTT, tratamientos térmicos y describe los aceros y fundiciones más característicos. El nivel expuesto en la bibliografía básica es suficiente para está asignatura, por lo tanto no es necesario profundizar más los contenidos.

3.- ORIENTACIONES PARA LA REALIZACIÓN DEL PLAN DE ACTIVIDADES Objetivos Motivar y reforzar el estudio de la materia a través de la resolución de ejercicios y trabajos de carácter voluntario que serán propuestos por el equipo docente.

Recursos La bibliografía recomendada en la guía de la asignatura y otras fuentes de información bibliográfica, bases de datos, Internet y cualquier otra y siempre debidamente identificada o referenciada.

Actividades de Autoevaluación Tema 1.- Introducción a la ciencia e ingeniería de materiales 

Actividad 1.-Resolver las cuestiones de la bibliografía básica “Introducción al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones” 1, 4, 14, 21, 29

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


Actividad 1.-Resolver las cuestiones de la bibliografía básica “Introducción al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones” 5, 8, 12, 24 y 26.


Actividad 1.-Resolver las cuestiones de la bibliografía básica “Introducción al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones” 4, 6, 20, 25 y 28.

Tema 4.- Constitución de las aleaciones metálicas. Diagramas de fases. Transformaciones 



Actividad 1.-Resolver las cuestiones de la bibliografía básica “Introducción al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones” 3, 11, 15, 18 y 27. Actividad 2.-Trabajar los ejercicios de la bibliografía básica “Construcción e interpretación 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).


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Evaluación continua: Trabajo sobre Diagramas de fases propuesto en su momento en la plataforma aLF como “Tarea 1 EC” por el Equipo Docente y evaluado por el Profesor Tutor, a través de la plataforma aLF. Tema 5.- Propiedades mecánicas de materiales metálicos 

Actividad 1.-Resolver las cuestiones de la bibliografía básica “Introducción al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones”: 2, 6, 18, 22 y 24.

Tema 6.- Aleaciones férreas de interés industrial. Tratamiento y características 

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Actividad 1.-Resolver las cuestiones de la bibliografía básica “Introducción al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones”:1, 10, 18, 23 y 25. Actividad 2.-Interpretar diferentes microestructuras de aceros.

Evaluación continua: Trabajo individual sobre aleaciones metálicas propuesto en su momento en la plataforma aLF como “Tarea 2” y evaluado por el Profesor Tutor, a través de la plataforma aLF Prácticas realizadas en el Centro Asociado cuyo guión se encuentra en la carpeta “Documentos” de la plataforma aLF . Son de carácter obligatorio y deberán ser evaluadas por el profesor tutor a través de la plataforma aLF.

4.- CRITERIOS DE EVALUACIÓN La evaluación se efectuará mediante la suma de los rendimientos efectuados por el alumno a lo largo del curso que comenzarán con la realización de trabajos individuales de carácter voluntario (evaluación continua EC) así como la realización de las prácticas de carácter obligatorio y de la correspondiente prueba presencial. La relación de porcentajes es la siguiente:

Evaluación continua (EC) Trabajo individual sobre diagrama de fases: hasta un 10% Trabajo individual sobre aleaciones metálicas: hasta un 10% 

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Evaluación continua (EC) y no continua (ENC) Prácticas obligatorias: hasta un 10% (EC y ENC) Prueba presencial: hasta un 70% en evaluación continua (EC) Prueba presencial: hasta un 90% en evaluación no continua (ENC) 

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La prueba presencial constará de un ejercicio sobre la construcción e interpretación de diagramas de fase binarios, que alcanzará un valor máximo de 2,5 puntos. El resto de la puntuación, 4,5 puntos, se obtendrá mediante la realización de una prueba tipo test que constará de nueve preguntas, con tres respuestas posibles cada una de ellas, de las que sólo una será válida. Las respuestas acertadas sumarán 0,5 puntos, las incorrectas restarán 0,25 y las no contestadas no tendrán valor en la calificación.

MUY IMPORTANTE: Es condición indispensable para superar la asignatura, obtener: 

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Apto en prácticas Una calificación mínima de 1 punto en el ejercicio de construcción e interpretación de diagramas de fases en la prueba presencial. Una calificación mínima de 2 puntos en el test de la prueba presencial.


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Además, aquellos alumnos que sigan la evaluación continua haber entregado en plazo las tareas 1 y 2. Aquellos alumnos que no sigan la evaluación continua , deberán contestar en la prueba presencial a una o varias preguntas de desarrollo con la que podrán obtener un máximo de 2 puntos, completando así los 10 puntos al sumar los 7 del resto incluido en la prueba presencial y el punto de prácticas. La duración de la prueba presencial con independencia del tipo de evaluación seguida será de 2 horas.

5.- GLOSARIO Se encuentra en la plataforma alF (Icono Documentos)


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