Ciencia e Ingeniería de Materiales

Guía docente de la asignatura
Ciencia e Ingeniería de Materiales
Titulación: Grado en Ingeniería Mecánica
Curso 2011-2012
Guía Docente
1.
Datos de la asignatura
Nombre
Ciencia e Ingeniería de Materiales (Materials Science and Engineering)
Materia
Materia común rama industrial
Módulo
Código
Titulación
Plan de estudios
Centro
Tipo
Periodo lectivo
Idioma
ECTS
508101008
Grado en Ingeniería Mecánica
2009
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial
Cuatrimestral
Segundo cuatrimestre
Curso
Español
6
Horas / ECTS
30
Carga total de trabajo (horas)
Horario clases teoría
2.
1
180
Aula
Datos del profesorado
Profesor responsable
Departamento
Área de conocimiento
Ubicación del despacho
Teléfono
Correo electrónico
URL / WEB
Francisco J. Carrión Vilches
Isidoro Martínez Mateo
Ingeniería de Materiales y Fabricación
Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica
2ª Planta Hospital de Marina
968 325960
[email protected]: isidoro.martinez@mateo
www.dimf.upct.es
Horario de atención / Tutorías
Disponible en el AULA VIRTUAL
Ubicación durante las tutorías
Despachos de los profesores
Fax
968 326445
3.
Descripción de la asignatura
3.1. Presentación
La asignatura de Ciencia e Ingeniería de Materiales tiene por objeto el estudio los materiales utilizados en el
campo de la Ingeniería, siendo esta asignatura troncal en la formación del futuro ingeniero. La asignatura
presentará los fundamentosdel conocimiento de materiales de ingeniería así como su relación con los
procesos de transformación y sus aplicaciones finales.
3.2. Ubicación en el plan de estudios
La asignatura es de carácter cuatrimestral se imparte en primer curso , y se desarrollará durante el Segundo
cuatrimestre.
3.3. Descripción de la asignatura. Adecuación al perfil profesional
La adquisición de habilidades, y conocimientos relacionados con la Ciencia e Ingeniería de Materiales es
fundamental en la mayoría de tareas que un profesional desarrollará en el campo de la Ingeniería Industrial.
La evaluación de propiedades de los materiales así como sus tratamientos en relación a su uso final,
requiere que el futuro técnico posea una serie de habilidades y conocimientos, para evaluar y seleccionar
materiales en un ámbito Industrial.
3.4. Relación con otras asignaturas. Prerrequisitos y recomendaciones
Para un adecuado desarrollo de la asignatura por parte del alumno, se requerirá haber cursado asignaturas
básicas tales como Matematicas, Física y Química.
La superación de esta asignatura será necesaria para el acceso a materias de cursos superiores tales como:
Materiales en Ingeniería de tercer curso y Corrosión y Protección de Materiales de cuarto curso.
3.5. Medidas especiales previstas
Con objeto de facilitar el desarrollo de la asignatura, se podrá adecuar grupos de prácticas para alumnos que
en el momento de la asignatura se encuentren trabajando, con el objeto de compatibilizar ambas
actividades.
Aquellos alumnos con necesidades especiales podrán acordar con el profesorado de la asignatura, las
medidas necesarias para facilitar su seguimiento de la materia.
4.
Competencias
4.1. Competencias específicas de la asignatura
Conocimiento aplicado de los fundamentos de materiales para su uso en ingeniería.
Habilidad en el manejo de técnicas instrumentales de ensayos de materiales
Capacidad de seleccionar materiales apropiados para aplicaciones en el campo industrial
Conocimiento de normativa en ensayos de materiales
4.2. Competencias genéricas / transversales
COMPETENCIAS INSTRUMENTALES
X
T1.1
Capacidad de análisis y síntesis
X
T1.2
Capacidad de organización y planificación
X
T1.3
Comunicación oral y escrita en lengua propia
T1.4
Comprensión oral y escrita de una lengua extranjera
T1.5
Habilidades básicas computacionales
X
T1.6
Capacidad de gestión de la información
X
T1.7
Resolución de problemas
X
T1.8
Toma de decisiones
COMPETENCIAS PERSONALES
X
T2.1
Capacidad crítica y autocrítica
X
T2.2
Trabajo en equipo
X
T2.3
Habilidades en las relaciones interpersonales
T2.4
Habilidades de trabajo en un equipo interdisciplinar
T2.5
Habilidades para comunicarse con expertos en otros campos
T2.6
Reconocimiento de la diversidad y la multiculturalidad
X
T2.7
Sensibilidad hacia temas medioambientales
X
T2.8
Compromiso ético
X
COMPETENCIAS SISTÉMICAS
X
T3.1
Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica
X
T3.2
Capacidad de aprender
X
T3.3
Adaptación a nuevas situaciones
X
T3.4
Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad)
T3.5
Liderazgo
X
T3.6
Conocimiento de otras culturas y costumbres
X
T3.7
Habilidad de realizar trabajo autónomo
X
T3.8
Iniciativa y espíritu emprendedor
X
T3.9
Preocupación por la calidad
X
T3.10
Motivación de logro
4.3. Competencias específicas del Título
COMPETENCIAS ESPECÍFICAS DISCIPLINARES
E1.1
Conocimiento en las materias básicas matemáticas, física, química,
organización de empresas, expresión gráfica e informática, que capaciten al
alumno para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías
X
E1.2
Conocimientos en materias tecnológicas para la realización de mediciones,
cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de
labores y otros trabajos análogos
X
E1.3
Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria
en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico Industrial
COMPETENCIAS PROFESIONALES
X
E1.1
Capacidad para la redacción, firma y desarrollo de proyectos en el ámbito de
la Ingeniería industrial que tengan por objeto, en el área de la Ingeniería
Química, la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición,
fabricación, instalación, montaje o explotación de: estructuras, equipos
mecánicos, instalaciones energéticas, instalaciones eléctricas y electrónicas,
instalaciones y plantas industriales y procesos de fabricación y automatización
en función de la ley de atribuciones profesionales
X
E1.2
Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de
obligado cumplimiento
E1.3
Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las
soluciones técnicas
E2.4
Capacidad de dirección, organización y planificación en el ámbito de la
empresa, y otras instituciones y organizaciones
OTRAS COMPETENCIAS
E3.1
Experiencia laboral mediante convenios Universidad-Empresa
E3.2
Experiencia internacional a través de programas de movilidad
4.4. Objetivos del aprendizaje
Relacionados con la materia
1.‐Conocer el desarrollo y la importancia de los materiales en el avance actual de nuestra sociedad.
2.‐Adquirir vocabulario específico relacionado con el campo de los materiales de ingeniería.
3.‐Conocer y entender la relación entre la estructura que presentan los materiales y sus principales
propiedades.
4.‐ Conocer el papel y la importancia de las imperfecciones cristalinas en las propiedades mecánicas de los
Materiales metálicos.
5.‐Desarrollo de habilidades en el manejo de instrumentación para la obtención de propiedades de los
materiales, en especial las relacionadas con propiedades mecánicas.
6.‐ Conocer y entender cómo afectan los procesos de transformación de los materiales a sus propiedades
finales.
7.‐ Interpretar diagramas de fase binarios metálicos.
8.‐Destreza en el uso e interpretación del diagrama Hierro‐Carbono.
9.‐Ser capaces de programar tratamientos térmicos que modifiquen las propiedades aditivas e interactivas de
los materiales.
10.‐ Conocer, definir y clasificar los principales tipos de aleaciones metálicas.
11.‐Conocer, definir y clasificar los principales tipos de materiales poliméricos.
12.‐Conocer, definir y clasificar los principales tipos de fibras de refuerzo.
13.‐Distinguir los principales tipos de corrosión metálica y métodos de prevención.
Relacionados con el aprendizaje personal
14.‐Análisis y síntesis de información.
15.‐Expresión escrita y oral.
16.‐Capacidad de resolución de problemas.
17.‐Trabajo en equipo.
18.‐Búsqueda y análisis de información.
5.
Contenidos
5.1. Contenidos según el plan de estudios
Microestructura de Materiales. Propiedades y aplicaciones de materiales metálicos, polímeros, cerámicos y
compuestos. Tratamientos de Materiales. Ensayos e Inspección de Materiales. Normativa. Selección de
Materiales.
5.2. Programa de teoría
Unidad Didáctica I. Estructura de los Materiales
Tema 1. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales.
Tema 2. Estructura cristalina en Materiales.
Tema 3. Imperfecciones cristalinas.
Tema 4. Difusión atómica.
Unidad Didáctica II. Transformaciones y Tratamientos
Tema 5. Mecanismos de endurecimiento. Ensayos Mecánicos.
Tema 6. Constitución de las aleaciones.
Tema 7. Diagramas de Fase. Diagrama Hierro-Carbono.
Tema 8. Teoría de los tratamientos térmicos. Diagramas TTT.
Tema 9. Tratamientos térmicos en Aleaciones Metálicas.
Unidad Didáctica III. Conocimiento de Materiales
Tema 10. Aleaciones Férreas.
Tema 11. Aleaciones No Férreas.
Tema 12. Materiales Poliméricos y Compuestos.
Unidad Didáctica IV. Propiedades funcionales y comportamiento en servicio
Tema 13. Propiedades Funcionales de Materiales.
Tema 14. Corrosión y Protección de Materiales.
5.3. Programa de prácticas
Sesiones de Laboratorio:
Se desarrollan diferentes sesiones de prácticas de laboratorio con el objeto de que los alumnos utilicen
instrumentación y conozcan las principales técnicas de ensayos y preparación de materiales.
Las prácticas de laboratorio a desarrollar serán:
Práctica 1. Metalografía
Práctica 2. Ensayos Mecánicos
Práctica 3. Ensayos No Destructivos
Práctica 4. Tratamientos Térmicos
Práctica 5. Propiedades y Procesado de Polímeros
Sesiones en el Aula de Informática:
Se desarrollarán sesiones de prácticas con el objeto de que los alumnos aprendan a establecer los criterios
necesarios para realizar selección de materiales sometidos a solicitación mecánica y/o térmica, con especial
énfasis en el campo de los materiales estructurales. Para conseguir este proposito se utilizarán una
herramienta informatica de selección de materiales y base de datos denominada CES Edupack.
5.4. Objetivos de aprendizaje detallados por Unidades Didácticas (opcional)
5.5. Programa resumido en inglés (opcional)
Section I. Structure of materials
Unit 1. Introduction to Materials Science&Engineering
Unit 2. Structure of Materials
Unit 3. Defects in Crystalline Materials
Unit 4. Atomic Diffusion in Metals
Section II. Phase transitions and treatments
Unit 5. Strengthening Mechanisms. Mechanical Testing
Unit 6. Alloys: Formation, Phases and properties
Unit 7. Phase Diagrams. Iron-Carbon diagram
Unit 8. Fundamentals of Heat Treatments
Unit 9. Heat treatments in Metallic Alloys
Section III. Engineering materials
Unit 10. Ferrous Alloys
Unit 11. Non Ferrous Alloys
Unit 12. Polymers and Composites
Section IV. Functional properties and failure of materials
Unit 13. Functional properties of materials
Unit 14. Corrosion and protection of materials
6.
Metodología docente
6.1. Actividades formativas de E/A
Actividad
Clase de teoría
Clase de problemas.
Resolución de
problemas tipo y
casos prácticos
Clase de Prácticas.
Sesiones de
laboratorio y aula de
informática
Seminarios de
problemas y otras
actividades de
aprendizaje
cooperativo
Tutorías individuales
y de grupo
Actividades de
evaluación sumativa
Realización de
trabajos de
investigación
individuales y en
grupo, y
presentación oral
Trabajo del profesor
Clase expositiva utilizando técnicas de
aprendizaje cooperativo. Resolución de
dudas planteadas por los estudiantes.
Se tratarán los temas de mayor complejidad
y los aspectos más relevantes.
Se resolverán problemas tipo y se analizarán
casos prácticos. Se enfatizará el trabajo
tanto en plantear métodos de resolución,
como en los resultados. Se plantearán
problemas y/o casos prácticos similares para
que los alumnos los vayan resolviendo
individualmente, siendo guiados por el
profesor.
Las sesiones prácticas de laboratorio son
fundamentales para acercar el entorno de
trabajo industrial al estudiante y permiten
enlazar contenidos teóricos y prácticos de
forma directa. Mediante las sesiones de aula
de informática se pretende que los alumnos
adquieran habilidades básicas
computacionales y manejen programas y
herramientas de diseño, selección y
simulación profesionales.
Se realizarán varios seminarios de
problemas a lo largo del curso. Los alumnos
trabajan en grupo para resolver un conjunto
de problemas. Resolver dudas y aclarar
conceptos
Las tutorías serán individuales o de grupo
con objeto de realizar un seguimiento
individualizado y/o grupal del aprendizaje.
Revisión de exámenes por grupos y
motivación por el aprendizaje
Se realizarán pruebas escritas de tipo
individual. Estas pruebas permiten
comprobar el grado de consecución de las
competencias específicas.
Se realizarán diferentes trabajos de
investigación individuales y en equipo
durante el curso. Los alumnos deberán
realizar un informe técnico en base a
criterios de calidad establecidos y hacer una
presentación visual de los resultados más
significativos.
Trabajo del estudiante
Presencial: Toma de apuntes.
Planteamiento de dudas
No presencial: Estudio de la
materia.
Presencial: Participación
activa. Resolución de
ejercicios. Planteamiento de
dudas
No presencial: Estudio de la
materia. Resolución de
ejercicios propuestos por el
profesor.
Presencial: Manejo de
instrumentación. Desarrollo
de competencias en
expresión oral y escrita con la
presentación de informes de
prácticas por los alumnos
con apoyo del profesor
No presencial: Elaboración de
los informes de prácticas
siguiendo criterios de calidad
establecidos
ECTS
1,4
2
0,1
0,3
0,5
0,3
Presencial: Resolución de los
problemas. Discusión de
dudas y puesta en común del
trabajo realizado.
0,2
Presencial: Planteamiento de
dudas en horario de tutorías.
0,2
Presencial: Asistencia a la
prueba escrita y realización
de ésta.
0,3
Presencial: Planteamiento del
trabajo y tutorías de control
y orientación por grupos.
Exposición oral
No presencial: Búsqueda y
síntesis de información.
Trabajo en grupo.
Elaboración del informe
técnico y preparación de la
presentación del trabajo
0,2
0,5
6
7.
Evaluación
7.1. Técnicas de evaluación
Instrumentos
Realización / criterios
Ponderación
Competencias
genéricas
(4.2) evaluadas
Objetivos de
aprendizaje
(4.4) evaluados
Cuestiones teóricas, teóricoprácticas y problemas
T1.1, T1.3
Prueba escrita
Se evalúan principalmente los
80 %
1- 16
T3.1,T3.2,T3.3,
(1)
individual
conocimientos teóricos,la capacidad
de aplicar conocimientos a la práctica
y la capacidad de análisis
Se evalúan los conocimientos básicos
desarrollados en las sesiones de
T1.3, T1.4,
1-18
Prueba escrita de
prácticas así como el trabajo en
10 %
T2.2, T2.3,
Laboratorio
equipo y habilidades para el manejo
T3.3
de instalaciones y equipos.
Resolución de problemas
Problemas
T1.2, T1.3,
propuestos. Además se propondrán
Propuestos y
T1.5, T2.2,
trabajos de investigación
1-18
trabajo de
10%
T2.1, T2.3, T3.4,
individuales. Se deberá redactar un
investigación
T3.9,
informe técnico y presentar los
(2)
individual
T3.3
aspectos más relevantes del trabajo.
(1) Las pruebas escritas individuales (PEI) deben superarse con nota igual o superior a 5.
(2) La extensión y estructura de los informes, así como los criterios de calidad serán establecidos
previamente
7.2. Mecanismos de control y seguimiento
El seguimiento del aprendizaje se realizará mediante las siguientes actividades:
- Cuestiones planteadas en clase y actividades en clase de teoría y problemas
- Supervisión durante las sesiones de trabajo presencial de seminarios de problemas y revisión de los
problemas propuestos para ser realizados individualmente o en equipo (no presencial)
- Elaboración de listas de ejecución durante las sesiones de prácticas de laboratorio
- Presentaciones de trabajos individuales y en grupo e informes técnicos
- Tutorías
8.
Temporalización. Distribución de créditos ECTS
9.
Recursos y bibliografía
9.1. Bibliografía básica
- Apuntes de la asignatura
- Cuestiones y Problemas de la asignatura
- Manual de Prácticas de Laboratorio.
W.F. Smith, J. Hashemi, Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales. 4ª ed., MacGraw-Hill, 2004.
J.F. Shackelford, Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros, 6ª ed., Pearson, 2005.
W.D. Callister, Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Reverté, 1996.
9.2. Bibliografía complementaria
ASM Handbook
9.3. Recursos en red y otros recursos
Programa informático CES Edupack