Estructura, Descripción y Caracterización de los Materiales

Con esta asignatura se trata de obtener los conocimientos necesarios para conocer el comportamiento mecánico de diferentes aleaciones metálicas en base a su microestructura, i.e., establecer una relación de causalidad entre la microestructura y las propiedades de las aleaciones metálicas para de esta forma poder conocer los mecanismos que pueden llevar a mejorar las diversas propiedades mecánicas de las aleaciones metálicas. Proporcionar los conocimientos necesarios para elaborar nuevas aleaciones metálicas.

Diseño de nuevas aleaciones metálicas y mejora de las existentes en la actualidad. Ingeniería Forense.

TEMA 1. ENSAYOS Y PROPIEDADES MECÁNICAS.

Ensayo de tracción simple. Ensayo de compresión. Ensayo de dureza. Ensayo de impacto. Ensayo de fatiga. Ensayo de tenacidad de fractura. Medidas ingenieriles de la ductilidad. Medidas ingenieriles de almacenamiento de energía. Materiales ingenieriles, identificación y selección.

TEMA 2. ESTRUCTURA CRISTALINA EN MATERIALES METÁLICOS.

Sistema cúbico centrado en las caras. Sistema cúbico centrado en el cuerpo. Sistema hexagonal compacto. Materiales mono y policristalinos.

TEMA 3. LA MICROESTRUCTURA DE LOS MATERIALES METÁLICOS.

Polimorfismo. Estructura de las soluciones sólidas. Granos y límites de grano. Fases y límites de fases. Forma de granos y fases. Constitución de las aleaciones: solución sólida por sustitución, solución sólida por inserción, compuestos químicos. Constitución y estructura de aleaciones. Partículas de segundas fases.

TEMA 4. DIAGRAMAS DE FASES

Solubilidad sólida total. Solubilidad sólida parcial. Insolubilidad sólida. Reacciones eutéctica y eutectoide. Diagrama hierro-carbono.

TEMA 5. TRANSFORMACIONES DE FASE.

Cinética de reacciones en estado sólido. Transformaciones multifase. Diagramas de transformación isotérmica. Transformación perlítica. Transformación bainítica. Transformación martensítica. Diagramas de transformación por enfriamiento continuo. Comport. mecánico de aceros al carbono.

TEMA 6. FUERZA MOTRIZ PARA EL CAMBIO MICRO-ESTRUCTURAL.

Introducción. Fuerzas Motrices. Reversibilidad. Fuerza motriz para la solidificación. Cambios de fase en estado sólido. Engrosamiento de precipitados. Crecimiento del grano.

TEMA 7. TRANSFORMACIONES DE DIFUSIÓN.

Introducción. Solidificación. Efectos del flujo de calor. Cambios de fase en estado sólido. Cinética de la difusión controlada.

TEMA 8. LA NUCLEACIÓN.

Nucleación en líquidos: nucleación homogénea. Nucleación heterogénea. Nucleación en sólidos.

TEMA 9. TRANSFORMACIONES POR DESPLAZAMIENTO.

Introducción. Transformación difusiva fcc⟶bcc en el hierro puro. Transformación sin difusión fcc⟶bcc. Detalles de la transformación martensítica. La transformación martensítica en los aceros.

TEMA 10. EL ACERO: INTRODUCCIÓN.

Clasificación. Influencia de los elementos de aleación.

TEMA 11. ACEROS AL CARBÓN.

Aceros normalizados. Aceros al carbono templados y revenidos. Fundiciones: gris, maleable, dúctil, blanca, influencia de los elementos de aleación sobre la morfología del grafito.

TEMA 12. ACEROS ALEADOS.

Templabilidad. Endurecimiento de aceros aleados. Aceros de construcción. Aceros de herramientas. Aceros especiales.

TEMA 13. CASOS PRÁCTICOS DE ESTUDIO.

Diversos casos de estudio de elementos estructurales de MM.MM.

TEMA 14. ALEACIONES NO FERROSAS.

Introducción. Endurecimiento por solución sólida. Endurecimiento por envejecimiento ó formación de precipitados (precipitación). Endurecimiento por deformación. Aleaciones ligeras. Aleaciones ultraligeras. Aleaciones del Níquel. Aleaciones del Titanio.

TEMA 15. MODOS DE FRACTURA EN MATERIALES METÁLICOS.

Fractura dúctil. Fractura frágil. Fatiga. Descohesión. Fluencia. Corrosión bajo tensión.

CG1: Que los estudiantes adquieran la capacidad de trabajo interdisciplinar inherente a la ciencia e ingeniería de los materiales.

CB1. Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en el área/s de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel, que si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.

CB2. Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y resolución de problemas dentro de su área de estudio.

CB3. Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

CB4. Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.

CB5. Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

CEI1. Que los estudiantes sepan resolver los problemas matemáticos que puedan plantearse en la ingeniería.

CEI2. Que los estudiantes adquieran comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.

CEI4. Que los estudiantes comprendan y apliquen los principios básicos de la química general, química orgánica e inorgánica y sus aplicaciones en la ingeniería.

CEE1. Que los estudiantes identifiquen las estructuras de los diversos tipos de materiales, y conozcan las técnicas de caracterización y análisis de los materiales.

CEE2. Que los estudiantes describan y modelicen el comportamiento (mecánico, electrónico, óptico, térmico, magnético, químico) de los materiales y su integración en componentes y dispositivos.

CEE3. Que los estudiantes planifiquen y resuelvan problemas relacionados con la selección, fabricación, procesado, utilización y reciclado de todo tipo de materiales en función de las herramientas de que se disponga y de las restricciones de tiempo y recursos.

CEE4. Que los estudiantes identifiquen los procesos de selección, diseño, evaluación y transformación de materiales, teniendo en cuenta sus aplicaciones.

CEE6. Que los estudiantes evalúen la seguridad, durabilidad e integridad estructural de los materiales y componentes fabricados con ellos.

Que los estudiantes puedan adquirir capacidad de análisis y síntesis, de trabajo en grupo, de comunicación oral y de resolver problemas

ENGINEERING MATERIALS (Vols. 1 & 2). M. F. Ashby and R. H. Jones

MECHANICAL METALLURGY. G. E. Dieter

MATERIALS FOR THE ENGINEERING TECHNICIAN. R. A. Higgins

MECHANICAL BEHAVIOUR OF MATERIALS: ENGINEERING METHODS FOR DEFORMATION, FRACTURE AND FATIGUE. N. E. Dowling

STEELS: MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES. H. K. D. H. Bhadeshia and Sir Robert Honeycombe

THE MECHANICAL PROPERTIES OF MATTER. A. H. Cottrel

INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES. W. Callister

INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE MATERIALES PARA INGENIEROS. J. F. Shackelford

CIENCIA DE MATERIALES. Lasheras y Carrasquilla

CIENCIA DE LOS MATERIALES. J. C. Anderson

TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LOS ACEROS. José Apraiz Barreiro

La evaluación será de carácter continua a lo largo del curso de la asignatura.

Realización de exámenes parciales de la asignatura (en caso de hacerse): 90%.

Evaluación de cuestiones y micro-debates propuestos por el profesor durante las clases: 10%.

NOTA: para aprobar la asignatura mediante evaluación continua se requiere superar el 50% de la puntuación en los dos apartados anteriores.

Realización de exámenes finales: 100%.

Realización de exámenes de carácter teórico-práctico.

Resolución de problemas durante las prácticas en el aula (micro-debates).

Participación activa, y coherente, en las clases.

Se recomienda la asistencia a las clases/prácticas y participar activamente en las mismas.

Repasar los contenidos de la asignatura y hacer uso de las tutorías.