UNLP
Planilla de Actividades Curriculares
Código: M1624
Estructura y Propiedades de las Aleaciones
Última Actualización de la Asignatura: 25/10/2017

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CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA

Carrera Plan Carácter Cantidad de Semanas Año Semestre
03026 - Ingeniería en Materiales 2018 Obligatoria
Totales: 0
Clases: 0
Evaluaciones: 0
4to 7º y 8º
-

CORRELATIVIDADES

CORRELATIVIDADES
Ingeniería en Materiales - Plan 2018
PARA PROMOCIONAR
(M1617) Fundamentos del Comportamiento de los Materiales II

INFORMACIÓN GENERAL 

Datos Generales

Área: Materiales

Departamento: Mecanica

Tipificación: Tecnologicas Aplicadas (TA)

Ingeniería en Materiales - 2018 plegar-desplegar

CARGA HORARIA

HORAS CLASE
TOTALES: 128hs SEMANALES: 4 hs
TEORÍA
80.0 hs
PRÁCTICA
48.0 hs
TEORÍA
2.5 hs
PRÁCTICA
1.5 hs

FORMACIÓN PRÁCTICA
Formación Experimental
30.0 hs
Resol. de Problemas abiertos
10.0 hs
Proyecto y Diseño
10.0 hs
PPS
0.0 hs

TOTAL COMPUTABLES HORAS DE ESTUDIO ADICIONALES A LAS DE CLASE (NO ESCOLARIZADAS)

138.0 hs


10.0 hs


PLANTEL DOCENTE

No se ha actualizado el plantel docente aún.

OBJETIVOS

Los objetivos de la asignatura contemplan brindar al estudiante: • Los principios de desarrollo microestructural en aleaciones ferrosas y no ferrosas, y los efectos de la microestructura sobre las propiedades y el comportamiento de los materiales, dentro del contexto de: o Los elementos aleantes o Las fases presentes o Los tratamientos térmicos o Las clásicas y nuevas tecnologías de procesado de materiales • Las características y especiales aspectos microestructurales de las aleaciones ferrosas con contenidos de carbono menor a 2%: los aceros al carbono, el grupo más importante de aleaciones metálicas, donde: o Las transformaciones de fase en estado sólido próximas y fuera del equilibrio o Los tratamientos térmicos, mecánicos, termomecánicos y de modificación superficial, establecen un formidable espectro de relaciones estructura-propiedades tan útiles y amplias, que aseguran su continuado y masivo uso en el futuro con óptimos desempeños y una relación costo-beneficio muy ventajosa. • Las características y especiales aspectos microestructurales, de tratamientos y propiedades finales de las fundiciones de hierro. • Las características y especiales aspectos microestructurales de los diferentes metales y familias de aleaciones no ferrosas, donde: o Las transformaciones de fase y los tratamientos térmicos, mecánicos y termomecánicos imponen particulares relaciones estructura-propiedades que satisfacen una amplia gama de requerimientos en muy diversas aplicaciones.

PROGRAMA SINTÉTICO

-Fases y estructuras en aleaciones Fe-C.Transformaciones de fase en equilibrio y fuera de equilibrio en aceros. -Diagramas de transformación isotérmica y de enfriamiento continuo en aleaciones Fe C -Tratamientos térmicos de los aceros. -Efecto del procesado primario sobre las microestructuras y propiedades de los aceros. -Deformación, endurecimiento y fractura de microestructuras ferríticas. -Microestructuras y propiedades de los diferentes tipos de aceros estructurales de bajo carbono -Fenómenos de fragilización y de baja tenacidad en los aceros. -Dureza y templabilidad de aceros. -Fundiciones de hierro -Aceros inoxidables. -Aceros para herramientas. -Aceros y superaleaciones termorresistentes. -Aluminio y sus aleaciones. -El cobre y sus aleaciones. -El titanio y sus aleaciones. -El magnesio y sus aleaciones. El berilio y sus aleaciones. Aleaciones Sn-Pb. -Superaleaciones base níquel y Ni-Cu.

PROGRAMA ANALÍTICO 

Año: 2018, semestre: 1

Vigencia: 10/11/2016 - Actualidad

Unidad temática I: Fases y estructuras en aleaciones hierro-carbono. Diagrama de equilibrio hierro-carbono y diagrama metaestable hierro-cementita. Efecto del carbono y otros aleantes en los aceros. Temperaturas críticas y campos de fases. Ferrita, perlita y cementita. Transformación eutectoide. Cinética de la transformación perlítica. Formación de fases proeutectoides. Clasificación de los aceros y aplicaciones.
Unidad temática II: Transformaciones de fase fuera de equilibrio en aceros. Martensita y Bainita. Cristalografía y cinética de la transformación martensítica. Tipos de martensita y bainita. Diagramas de transformación isotérmicos y de enfriamiento continuo. Microestructuras ferríticas formadas en enfriamientos continuos.
Unidad temática III: Austenita en aceros. Formación de la austenita. Condiciones de austenización. Tamaño de grano austenítico, medición y control. Deformación en caliente de la austenita.
Unidad temática IV: Efecto del procesado primario sobre las microestructuras y propiedades de los aceros. Inclusiones no metálicas: tipos, orígenes, caracterización, evaluación y efectos en las propiedades de los aceros. Segregación dendrítica e interdendrítica. Trabajado en caliente y su efecto sobre la estructura de solidificación. Microestructuras bandeadas: características y efectos sobre las propiedades.
Unidad temática V: Deformación, endurecimiento y fractura de microestructuras ferríticas. Deformación en tracción. Transición dúctil-frágil. Fluencia continua y discontinua. Fenómenos de envejecimiento. Endurecimientos por solución sólida y por dispersión.
Unidad temática VI: Microestructuras y propiedades de los diferentes tipos de aceros estructurales de bajo carbono (BH, C-Mn, CP, DP, HSLA, IF, IS, MART, TRIP, Maraging).
Unidad temática VII: Tratamientos térmicos de los aceros al carbono y al carbono de baja aleación. Recocido completo y homogeneizado. Normalizado. Esferoidizado. Recocido de recristalización y de relevado de tensiones. Envejecimiento por deformación. Propiedades mecánicas de microestructuras ferrítico-perlíticas. Microestructuras y propiedades mecánicas de aceros bainíticos y microaleados para forja. Microestructuras, propiedades y aplicaciones de aceros perlíticos.
Unidad temática VIII: Templabilidad de aceros. Definiciones. Dureza y contenido de carbono. Resistencia mecánica de la martensita. Factores que afectan la templabilidad. Cuantificación de la templabilidad. Diámetro crítico ideal y real. Evaluación de la templabilidad. Ensayo Jominy. Cálculos de templabilidad. Redondo equivalente.
Unidad temática IX: Revenido de aceros. Cambio en las propiedades mecánicas. Efecto de los elementos de aleación. Cambios estructurales durante el revenido. Deformación y fractura de aceros templados y templados y revenidos. Martempering y Austempering.
Unidad temática X: Fenómenos de fragilización y de baja tenacidad en los aceros. Fragilidad en caliente. Sobrecalentamiento de forja. Fragilización por nitruros. Fragilización por metales líquidos. Mecanismos de fragilización durante los revenidos. Daño por hidrógeno en aceros. Distorsiones y tensiones residuales en aceros.
Unidad temática XI: Tratamientos térmicos de endurecimiento superficial, termoquímicos y especiales. Endurecimiento por llama e inducción. Cementación. Nitruración. Carbonitruración. Nitrocarburación ferrítica. Técnicas de modificación superficial.
Unidad temática XII: Fundiciones de hierro blancas. Fundiciones de hierro gris. Fundiciones de hierro dúctiles. Fundiciones de hierro maleables. Fundiciones de hierro austemperadas. Normalización. Microestructuras, propiedades y aplicaciones.
Unidad temática XIII: Aceros inoxidables. Aspectos básicos de la corrosión de los aceros inoxidables. Efecto de los aleantes. Clasificación y normalización. Precipitación de carburos y segundas fases. Propiedades físicas. Tratamientos térmicos, microestructuras, propiedades y aplicaciones. Características de fabricación y mantenimiento. Selección y especificación de aceros inoxidables.
Unidad temática XIV: Aceros para herramientas. Clasificación. Procesado primario de aceros para herramientas. Tratamientos térmicos de recocido, de relevado de tensiones. Tratamiento térmico de endurecimiento. Precalentamiento y austenización. Formación de martensita. Formación de carburos. Revenido de los aceros para herramientas.
Unidad temática XV: Aceros y superaleaciones termorresistentes. Clasificación. Aceros al C. Aceros C-Mo. Aceros C-Cr-Mo. Aceros de alta aleación y superaleaciones. Efecto de los elementos de aleación. Microestructuras, propiedades y aplicaciones específicas.
Unidad temática XVI: Aluminio y sus aleaciones. Efectos de los aleantes, tratamientos térmicos, microestructuras, propiedades y aplicaciones.
Unidad temática XVII: El cobre y sus aleaciones. Efectos de los aleantes, tratamientos térmicos, microestructuras, propiedades y aplicaciones.
Unidad temática XVIII: El titanio y sus aleaciones. Efectos de los aleantes, tratamientos térmicos, microestructuras, propiedades y aplicaciones.
Unidad temática XIX: El magnesio y sus aleaciones. El berilio y sus aleaciones. Aleaciones Sn-Pb. Efectos de los aleantes, tratamientos térmicos, microestructuras, propiedades y aplicaciones.
Unidad temática XX: Superaleaciones base níquel y Ni-Cu. Efectos de los aleantes, tratamientos térmicos, microestructuras, propiedades y aplicaciones.

BIBLIOGRAFÍA

Año: 2018, semestre: 1

Vigencia: 18/08/2017 - Actualidad

- Steels: Heat Treatment and Processing Principles, G. Krauss, ASM International, 1992.
- Steels: Processing, Structure, and Performance, G. Krauss, ASM International, 2005.
- Physical Metallurgy and the Design of Steels, F. Pickering, Applied Sc. Pub., 1978.
- Steels, Microstructure and properties, R.W.K. Honeycombre & H.K.D.H. Bhadeshia, 2nd, 1981, London, Ed. Arnold.
- The Physical Metallurgy of Steels, W. Leslie, Hempisphere Pub. Corp. UK, 1981.
- Steel Heat Treatment Handbook, G. Totten, 2nd Ed., Marcel Dekker, 1997.
- Handbook of Quenchants and Quenching Technology, G. Totten, ASM Int., 1993.
- Heat Treater's Guide for Steels, P. Unterweiser, ASM International, 1982.
- Optical Microscopy of Carbon Steels, L. Samuels, ASM International, 1992.
- Elements of Metallurgy and Engineering Alloys, F. Campbell, 2008, ASM International.
- Structure and Properties of Engineering Alloys, W. Smith, NY, 1993, Mc Graw-Hill.
- Metals Handbook Vol. 1, Properties and Selection of Ferrous Alloys, ASM International, 10th edition, 1990.
- Metals Handbook, vol. 4, Heat Treating, ASM International, 10th edition. 1991.
- Metals Handbook, vol. 9, Metallography and Microstructures, 10th edition, ASM International, 1990.
- Ciencia e Ingeniería de los materiales, W.D. Callister, Ed. Reverte S.A., 2004
- The Alloy Tree. A Guide to Low-Alloy Steels, Stainless Steels and Nickel-Base Alloys, A. Farrar, Woodhead Publishing Limited, UK, 2004
- Metallurgy and Weldability of Stainless Steels, J.Lippold and D. Kotecki, Wiley Interscience, 2005, NY.
- ASM Specialty Handbook, Stainless Steels, ASM Int., 1994.
- ASM Specialty Handbook, Heat-Resistant Materials, ASM Int., 1997
- Metals Handbook, 10th edition, vol. 2, Properties and Selection of Nonferrous Alloys, ASM, American Society for Metals, 1990.
- Materials properties handbook: Titanium alloys, Collings E. W., Boyer R., Welsch G., ASM International, 1994.
- Titanium: a technical guide, Donachie M. J., ASM International, 2000.
- Handbook of Materials for Medical Devices, Davis J. R., ASM International, 2004.
- Aluminum Alloys: Structure and Properties, L.F. Mondolfo, Butterworths, 1976
- Superalloys: A technical guide, Donachie, M.J. y Donachie S.J., 2nd Edition. ASM International, 2003
- Superalloys. Alloying and performance, B. Geddes, 2010, ASM International.
- Structure–Property Relations in Nonferrous Metals, A. Russell, Wiley & Sons, 2005.

ACTIVIDADES PRÁCTICAS

- Clase de entrenamiento en el uso de la bibliografía e interpretación de especificaciones de aceros s/diferentes normas. Carga horaria prevista 10 hs. Planteo y resolución de problemas mediante el uso de distintas herramientas bibliográficas relacionados a la designación, especificación, tratamientos térmicos y propiedades de aceros al carbono y de baja aleación.
- Laboratorio de Microestructuras de aleaciones ferrosas próximas al equilibrio y alejadas del equilibrio. Carga horaria prevista: 5 hs. Observación mediante microscopía óptica y electrónica de barrido de microestructuras obtenidas a partir de transformaciones de fase fuera y cercanas al equilibrio evaluando el efecto del contenido de carbono, tamaño de grano primario, velocidad de enfriamiento, inclusiones no metálicas, etc. Presentación de informes escritos.
- Problemas de templabilidad utilizando curvas Jominy. Equivalencia entre redondos y probetas Jominy. Carga horaria prevista: 5 hs. (presentación de los problemas resueltos y respuestas a las cuestiones teóricas con la debida fundamentación). Evaluación oral/escrita.
- Laboratorio de medición de tamaño de grano. Carga horaria prevista: 5 hs. Descripción de los métodos utilizados para determinar tamaño de grano austenítico según norma ASTM E112.
- Laboratorio de tratamientos térmicos superficiales. Carga horaria prevista: 5 hs. Observación en microscopio óptico de muestras de aceros endurecidos superficialmente mediante distintos tratamientos térmicos (calentamiento por llama e inducción, cementación, nitruración, carbonitruración y nitrocarburación)
- Laboratorio de Microestructuras de aceros inoxidables. Carga horaria prevista: 5 hs. Observación mediante microscopía óptica y electrónica de barrido de aleaciones de aceros inoxidables forjados martensíticos, ferríticos, dúplex, austeníticos y endurecibles por precipitación; y de aleaciones fundidas resistentes al calor. Presentación de informes escritos.
- Laboratorio de Microestructuras de fundiciones de hierro. Carga horaria prevista: 5 hs. Observación mediante microscopía óptica y electrónica de barrido de diversas microestructuras de fundiciones aleadas y no aleadas. Presentación de informes escritos
- Laboratorio de Microestructuras de aleaciones no ferrosas. Carga horaria prevista: 10 hs. Observación mediante microscopía óptica y electrónica de barrido de aleaciones de aluminio, cobre, titanio y níquel. Presentación de informes escritos.

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA

La materia se dicta dos veces por semana con dos horas y media de clase por día. La actividad docente contempla la integración teórico-práctica, la provisión de bibliografía apropiada, la evaluación continua y la activa participación del estudiante en el proceso enseñanza-aprendizaje. Se plantean las siguientes actividades:
- Presentación a los alumnos del programa y reglamento de la asignatura junto con su cronograma de actividades para su desarrollo, bibliografía apropiada (entrega de apuntes y capítulos de libros sobre los temas de cada unidad temática del programa preparados por la cátedra), sistema de evaluación con indicación precisa de las fechas de las evaluaciones escritas y sus correspondientes recuperatorios.
- Exposición y desarrollo por parte del docente de los conceptos teóricos y prácticos de cada unidad temática del programa de la asignatura.
- Lectura por parte de los alumnos del material bibliográfico.
- Desarrollo y exposiciones de los alumnos de cuestionarios, ejercicios y trabajos prácticos y de laboratorios.
- Clases de consultas interactivas entre docente y alumnos, donde el docente propenderá a integrar bloques de conocimiento que agrupen determinadas unidades temáticas en la medida que se desarrollen las mismas a lo largo de la cursada.
- Desarrollo, redacción y exposición de los alumnos de trabajos integradores (prácticos, de laboratorio, monografías, de proyecto y diseño) sobre temas acotados de la asignatura; ya sea en forma individual y/o grupal.
- Visitas a empresas, industrias y centros de investigación y desarrollo en ciencia y tecnología de materiales, afines a la temática de la asignatura.
El docente especialmente clarificará y desarrollará con diversas herramientas didácticas aquellos temas que se considera esenciales dentro de la asignatura y que el alumno debe incorporar a sus conocimientos para que a futuro en su desarrollo pueda adquirir y articular correcta y fácilmente otros conocimientos de asignaturas aplicadas.
Se propenderá a que el docente, con constante rigor académico, actúe como motivador, facilitador y guía del proceso de aprendizaje de los alumnos para que ellos mismos construyan su propio conocimiento desarrollando espíritu crítico, capacidad de abstracción y pensamiento, actitud reflexiva y dialéctica, capacidad de resolución de interrogantes y problemas; tanto en aspectos teóricos como prácticos de toda la temática de la asignatura. La exposición y desarrollo por parte del docente de los contenidos de la asignatura, incorporará todos los medios modernos visuales y/o audiovisuales informáticos, con los que cuenta la institución para permitir una más eficiente interacción docente-alumno.
Todas las actividades programadas por el docente están orientadas a que el estudiante adquiera, integre y aplique conocimientos, desarrolle habilidades para la búsqueda y adecuada selección de información, se entrene y perfeccione en su expresión oral y escrita a fin de que se acostumbre a transmitir sus conocimientos en la disciplina, en un lenguaje preciso, riguroso y bien comprensible; se capacite en la resolución de problemáticas de la realidad productiva en la cual se desempeñará, y en definitiva a que desarrolle aptitudes y actitudes tendientes a conformar un profesional ingeniero con neto perfil tecnológico para satisfacer las necesidades del medio productivo de nuestro país y de nuestra región.
Para la acreditación del aprendizaje de los estudiantes, se plantea fundamentalmente un esquema de evaluación continua mediante pruebas integradoras escritas y orales. No obstante, dado que se considera a la evaluación como un procedimiento unido al propio proceso de enseñanza-aprendizaje; se considerarán también como instrumentos de ponderación, el desempeño global del alumno en la asignatura y en los trabajos específicos en los que intervenga, su actuación cuando exponga y justifique sus propuestas en las ejercitaciones, y sus informes en donde manifieste la claridad y calidad de conceptos e información.

SISTEMA DE EVALUACIÓN

La resolución de los cuestionarios y problemas, así como los informes de laboratorio, formarán parte de la evaluación continua. Se realizarán evaluaciones abarcando todos los temas de la asignatura. Para aprobar la promoción, deberá alcanzarse una calificación mínima de seis (6) puntos en cada una de ellas.
Cada alumno tendrá opción a un examen recuperatorio para las evaluaciones en modalidad flotante. Aprobarán la asignatura en forma directa los alumnos que hayan alcanzado un promedio de calificaciones -entre trabajos prácticos, laboratorios, monografías y trabajo de proyecto y diseño- igual o superior a seis (6). El alumno que no haya aprobado la asignatura por el régimen de promoción directa y posea una calificación mínima de cuatro (4) puntos en los aspectos prácticos de la asignatura, estará habilitado para rendir examen final según lo previsto por la Ordenanza Nº 28/02.

MATERIAL DIDÁCTICO

Apuntes desarrollados por la cátedra

ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO


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