SILABO P.A. 2011-II

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE
CIENCIAS DE INGENIERIA
SILABO P.A. 2011-II
1.
INFORMACION GENERAL
Nombre del curso
:
Código del curso
:
Especialidad
:
Condición
:
Ciclo de estudios
:
Pre-requisitos
:
Número de créditos
:
Total de horas semestrales:
Total de horas por semana
Teoría
:
Practica
:
Laboratorio
:
Duración
:
Sistema de evaluación
:
Subsistema de evaluación:
Profesor de teoría
:
:
Profesor de laboratorio :
2.
CIENCIA DE LOS MATERIALES I
MC 114
M3
OBLIGATORIO
3º
MB 311
04
84
06
04
02
17 SEMANAS
F
D
ING. ING. SAMPEN ALQUIZAR, LUIS
ING. GUTIERREZ JAVE, EDMUNDO
ING. LUIS SOSA, JOSE
ING. SAMPEN ALQUIZAR, LUIS
ING. GUTIERREZ JAVE, EDMUNDO
SUMILLA
Propiedades y características de los materiales usados en Ingeniería. Tipos
de materiales y su clasificación. Ensayos mecánicos, de dureza, tracción.
Enlaces atómicos y moleculares. Estructura de los sólidos. Defectos e
imperfecciones estructurales. Difusión atómica. Estudio metalográfico de las
aleaciones. Diagrama de equilibrio. Obtención y fabricación de las aleaciones
ferrosas. Estudio metalográfico de las aleaciones ferrosas. Tratamientos
térmicos
de las aleaciones ferrosas. Templabilidad. Tratamientos
termoquímicos. Tratamientos térmicos especiales.
3.
OBJETIVO
Proporcionar al estudiante los fundamentos básicos acerca de la estructura
interna, propiedades físicas y mecánicas que rigen el comportamiento de los
materiales, con el objeto de facilitar la adecuada selección de los materiales
para los usos de ingeniería, Al finalizar cada unidad los alumnos deberán ser
capaces de:
a. Caracterizar propiedades físicas y mecánicas de los materiales.
b. Conocer los procesos de obtención de los materiales ferrosos.
c. Aplicar los tratamientos térmicos, termoquímicos y termo mecánicos de
manera adecuada.
d. Complementando la formación con prácticas de laboratorio.
4.
PROGRAMA
SEMANA N°1.
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES.
Introducción. Tipos de materiales y su clasificación. Propiedades mecánicas,
térmicas, magnéticas, eléctricas, químicas y ópticas.
ENSAYOS MECANICOS. Tipos de ensayos. Ensayos destructivos y no
Destructivos. Definición de dureza. Ensayo de micro dureza Vickers, Knoop.
SEMANA N°2.
ENSAYO DE TRACCION.
Generalidades, Diagramas F (Kgf) vs. Alargamiento (l, mm), Diagrama de
esfuerzo () vs. Deformación unitaria (). Parámetros que estudian la curva
del ensayo de tracción. Extracción o reducción de área. Estudio de la curva
de Ingeniería y la curva Real. Determinación del límite de fluencia y límite de
fluencia convencional. Deformación lineal, planar y en tres direcciones
(Poison). Deformación térmica. Ductilidad, tenacidad y resistencia. Problemas
de aplicación.
SEMANA N°3.
ESTRUCTURA ATOMICA.
Introducción. Fuerzas interatómicas entre los átomos. Enlace atómico. Tipos
de enlace: Iónico, covalente, metálico, Vander Waals. Tipos de estructura
moleculares cristalinas y amorfas. Tipos de sistemas cristalinos. Red espacial.
Sistema cúbico: BCC, FCC, HCP. Direcciones y planos cristalográficos.
Ángulos que forman dos rectas y ángulos que forman dos planos. Índices de
Miller y distancia entre planos paralelos ( para sistemas cúbicos). Densidad
atómica: volumétrica, planar y lineal. Difracción de rayos “X”. Ley de Bragg.
Problemas de aplicación.
SEMANA N°4.
DEFECTOS E IMPERFECCIONES EN LOS SÓLIDOS.
Introducción. Clasificación de los defectos. Defectos puntiformes (de puntos).
Defectos lineales. Frontera de grano o defecto planar.
ESTUDIO METALOGRAFICO DE LAS ALEACIONES.
Definiciones previas. Constitución de las aleaciones y clasificación de las
aleaciones. Formación de soluciones sólidas y clasificación. Factores que
controlan el intervalo de solubilidad en los sistemas de aleación. Diagramas
térmicos (TT). Transformación de fase o equilibrio de fase y estabilidad de
fases en equilibrio. Consideraciones termodinámicas del proceso metalúrgico
a temperatura constante y presión variable y presión constante y temperatura
variable.
SEMANA N°5.
DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO.
Introducción. Métodos experimentales para la construcción de los diagramas
de equilibrio. Clasificación de los diagramas de equilibrio. Reglas para
determinar la composición de las fases y para determinar las cantidades
relativas de cada fase. Demostración de la regla de la palanca. Ley de Gibbs
o de fases variables. Problemas de aplicación
OBTENCION Y FABRICACION DE LAS ALEACIONES FERROSAS:
Generalidades. Materias primas y productos siderúrgicos.
SEMANA N°6.
Alto Horno. Características del alto horno. Obtención del arrabio. Obtención
de los Aceros: Convertidores convencionales (aire). Obtención en
convertidores (LD). Métodos especiales por procesos químicos y
termoquímicos.
DIFUSION ATOMICA.
Transporte de los materiales en los sólidos de Ingeniería. Mecanismos de
difusión.
SEMANA N°7.
Análisis matemático de difusión, Difusión en estado estable y primera Ley de
FICK y segunda Ley de FICK en estado no uniforme
ALEACIONES FERROSAS.
Hierro técnicamente puro, características. Curvas de enfriamiento del hierro
técnicamente puro, estados alotrópicos y otras características. Aleaciones de
hierro carbono y características. Composición química de los aceros y
fundiciones.
SEMANA N°8.
EXAMEN PARCIAL.
SEMANA N°9.
DIAGRAMA DE EQUILIBRIO HIERRO – CARBONO o Fe vs. CFe3.
(metaestable). Reacciones Invariantes que se presentan en el diagrama.
Transformación de la austenita al variar la velocidad de enfriamiento. Curvas
de transformación isotérmica. Control de las propiedades de reacción.
Transformación por difusión.
SEMANA N°10.
TRATAMIENTO TÉRMICOS DE LAS ALEACIONES FERROSAS
Introducción. Clases de tratamientos térmicos. Normalizado. Recocido y
clases de recocido. Precauciones que se debe tener en el tratamiento de
recocido. Temple y factores que influyen en el temple. Determinación del
tiempo necesario para que toda la sección transversal de la pieza alcance la
temperatura de temple.
SEMANA N°11.
Posición de las piezas para el temple. Influencia de la velocidad de
enfriamiento en los puntos de transformación y su clasificación. Temple
superficial (Inducción y rayos láser). Revenido.
SEMANA N°12.
TEMPLABILDAD.
Principios que respaldan la templabilidad. Métodos para determinar la
templabilidad. Diámetros críticos ideal y real. Determinación práctica de los
diámetros críticos. Problemas de aplicación.
SEMANA N°13.
TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS.
Introducción. Clases de tratamientos termoquímicos: Cementación. Factores
que regulan el proceso. Aplicaciones. Nitruración. Influencia de los elementos
de aleación. Ventajas y factores que limitan la aplicación. Cianuración.
Cianuración a baja y alta temperatura. Carbonitruración. Sulfinización.
SEMANA N°14.
TRATAMIENTOS TÉRMICOS ESPECIALES.
Fenómenos básicos. Endurecimiento por precipitación en aceros inoxidables.
Procesos del tratamiento. Aplicaciones. Envejecimiento de la martensita.
Aplicaciones. Tratamientos termo mecánicos. Aplicaciones.
SEMANA N°15.
HIERROS UTILIZADOS EN INGENIERIA.
Generalidades. Clases de hierros fundidos.
SEMANA N°16.
EXAMEN FINAL
SEMANA N°17.
EXAMEN SUSTITUTORIO.
5.
ESTRATEGIAS DIDACTICAS.
5.1.
Temas de lectura e investigación relacionados con cada capítulo.
5.2.
Separata de problemas propuestos de aplicación por cada capítulo,
para que el alumno desarrolle libremente, que se entregaran antes de cada
examen.
6.
MATERIALES EDUCATIVOS Y OTROS RECURSOS DIDACTICOS.
6.1. Láminas, proyector de transparencias y proyector multimedia.
7.
EVALUACIÓN
a. Sistema de Evaluación
El sistema de calificación será con el Sistema de Evaluación F.
Examen Parcial peso 01: Examen Final peso 02 y Promedio de
Laboratorios peso 01.
El curso tendrá 05 prácticas de laboratorio y 02 exámenes.
Todas las pruebas se calificarán de 0 a 20.
1.
2.
3.
4.
EXAMEN PARCIAL
: EP
EXAMEN FINAL
: EF
PROMEDIO DE LABORATORIOS: PLb.
NOTA FINAL
: NF
b. Sub sistema de Evaluación (parte practica del curso)
El subsistema se calificará con el sistema de evaluación D
El curso tendrá 05 prácticas calificadas de laboratorio.
Prácticas de Laboratorio.
Lb1. Ensayo de dureza.
Lb2. Ensayo de tracción.
Lb3 Ensayos no destructivos.
Lb4 Metalografía óptica.
Lb5 Tratamientos térmicos.
P Lb 
8.
Lb1  Lb 2  Lb 3  Lb 4  Lb 5
5
BIBLIOGRAFIA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
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Edit. MIR, Moscú 1984.
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México. México.
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Askeland D. (2004) “Ciencia e Ingeniería de los Materiales” 4ta. Ed.
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Materiales” Tomo I y II 1ra. Ed. Edit. Reverte, Barcelona, España.
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Edit. Prentice Hall. México. México.
Páginas de Internet
 www. Cedex. Es/ materiales/ciencia.html.
 www. Omega. Lice. Edu.mx:3000/site/ingenieria/html.
 www.esi2.us.es/imm2/pract-html/principal.html..
 www. Materiales.unex.es/docencia/docencia. html/materiales.
.
Lima, Octubre de 2011.