Informació general


  • Tipus d'assignatura: Obligatòria
  • Coordinador: Julián Horrillo Tello
  • Trimestre: 2
  • Crèdits: 4
  • Professorat:

Idiomes d'impartició


  • Català
  • Castellano

Descripció


En el bloc I s'estudiarà:
1. Estructura i arranjament atòmics. tipus d'enllaços. Classificació dels materials.
2. Moviment dels àtoms: difusió. Difusió i els tractaments tèrmics en metalls.
3. Solubilitat en sòlids
4. Aliatges. Diagrames de fase.
5. Enduriment de materials: enduriment per solució sòlida, per precipitació, per transformació martensítica, per treball en fred.

En el bloc II s'estudiarà:
a) Metalls: propietats bàsiques. Metalls purs i aliatges. Designació dels aliatges més importants. Aliatges ferrosos. Acers simples i acers d'aliatge. Enduriment. Corbes de refredament. Microestructures i la seva dependència de la velocitat de refredament. Tractaments tèrmics. Aliatges no-ferrosos: alumini i els seus aliatges, titani i els seus aliatges, coure i els seus aliatges, aliatges de zinc i magnesi. Superaliatges. Ús de materials metàl·lics en aplicacions industrials.

b) Materials ceràmics: propietats bàsiques (enllaç atòmic, ordenament, imperfeccions en els materials ceràmics). Materials ceràmics cristal·lins i no cristal·lins. Diagrames de fase de les ceràmiques. Processament de les ceràmiques. Ceràmics industrials mes importants: silicats, vidres. Aplicacions de les ceràmiques.

c) Polímers. Estructura dels polímers. Formació de cadenes polimèriques. Grau de polimerització. Tipus de polímers: termoplàstics, termoestables, elastòmers. Comportament tèrmic. Polímers amorfs i semi-cristal·lins. Polímers d'ús industrial. Fabricació dels polímers industrials. Vulcanització.

En el bloc III s'estudia:
Materials compostos (compòsits). Tipus de compostos i els seus processos de fabricació. Materials compostos reforçats amb partícules, compostos endurits per dispersió, compostos reforçats amb fibres. Materials compostos laminars, materials de tipus emparedat o "sandvitx". Fusta. Concret (formigó).

Resultats d'aprenentatge


En acabar l'assignatura els alumnes seran capaços de:

  • Analitzar la influència del procés de fabricació en l'estructura i les propietats del material.
  • Caracteritzar el comportament mecànic i les propietats de materials mitjançant la realització d'assajos.
  • Conèixer les possibles causes de fallades d'un material en funció de les condicions de servei tenint en compte les especificacions i el processat mitjançant l'aplicació de la metodologia adequada.
  • Realitzar la selecció de materials per al disseny de components i productes, tenint en compte les especificacions i el processat mitjançant l'aplicació de la metodologia adequada.
  • Identificar i avaluar les sol·licitacions i estats tensionals als què estan sotmeses les estructures i els sistemes mecànics.
  • Conèixer els mecanismes de transmissió de càrregues i esforços en estructures.
  • Conèixer i analitzar els conceptes de tensió i deformació.
  • Conèixer els principis i hipòtesis aplicats als diferents mètodes de càlcul d'estructures.
  • Calcular i dissenyar elements estructurals sotmesos a càrregues estàtiques i variables.
  • Conèixer i aplicar els criteris de fallada en materials i estructures.
  • Realitzar mesures de tensions i deformacions.

Addiconalment, també s'assoliran els objectius de:

  • Dissenyar tractaments tèrmics i termo-químics per a obtenció de propietats desitjades de components metàl·liques.
  • Treballar en equip i comunicar resultats de projecte i feina a persones no especialitzades.

Metodologia de treball


L'assignatura consta de 2 hores setmanals i 2 hores bisetmanals de classes presencials a l'aula (grup gran), on es desenvoluparan els conceptes de teoria, amb nombrosos exemples i exercicis i 2 hores bisetmanals d'activitats en laboratori (grup petit).

Els estudiants disposen de tota la informació necessària per seguir les explicacions del professor i poder estudiar de forma autònoma. Els alumnes tindran accès als apunts de l'assignatura a la pàgina web del curs.

Les sessions de grup petit són d'assistència obligatòria. En les pràctiques de laboratori els estudiants es dividiran en equips d'un màxim de 4 membres per a realitzar les tasques. Aquestes activitats involucren experiments i solució de problemes pràctics.

Continguts


El contingut de l'assignatura està dividit en 3 blocs:

I. Estructura de Materials. Conceptes bàsics de la ciència de materials.

II. Materials convencionals en enginyeria: a) metalls b) ceràmics c) polímers III.

III. Materials avançats: compòsits

Activitats d'aprenentatge


Activitat 1
Solució de problemes relacionats amb l'estructura de materials.

Activitat 2
Experimentació: Cimentació d'acer

Activitat 3
Solució de problemes relacionats als processos metalúrgics.

Activitat 4
Experimentació: Identificació i diferenciació de Polímers. Anàlisi comparatiu del comportament tèrmic de polímers termoplàstics i polímers termoestables

Activitat 5
Experimentació: Fabricació i assaig a flexió de material compost.

Activitat 6
Treball de curs: Materials o processos de fabricació innovadors.

Sistema d'avaluació


L'assignatura s'aprova realitzant pràctiques, un treball i dos avaluacions escrites (parcial-contínua i final).

Les 5 pràctiques tindran un pes total de 30% a la nota final (cadascuna: 6%). Les pràctiques involucren problemes per resoldre i assajos de laboratori. L'assistència als experiments en laboratori és obligatòria, així com a les classes de problemes (en cas contrari, l'informe de pràctiques no s'avaluarà).

El treball de curs tindrà un pes total de 20% a la nota final. El treball s'haurà de realitzar en grups de com a mínim dues persones i com a màxim tres, i inclourà una memòria limitada a 15 pàgines i una presentació de 10 minuts, amb pesos de 2/3 i 1/3 respectivament sobre la nota del treball.

L'examen escrit constarà de diverses sessions realitzades en dates diferents (avaluació continuada) i d'un examen final que es realitzarà al final del curs. L'avaluació continuada consistirà en petits examens de 20 minuts a l'inici de cada classe setmanal, una setmana després de finalitzats un o dos temes. Aquesta avaluació tindrà un pes del 20% a la nota final. La nota de l'examen final tindrà un pes del 30% a la nota final. En els exàmens no es permetrà la consulta de llibres o apunts.

Caldrà una nota mínima de 40 sobre 100 en tots els conceptes avaluables per al càlcul de la nota final.

L'absència no justificada en més de tres classes implicarà la pèrdua de dret a l'avaluació.

Bibliografia


Bàsica

Ashby, M.F; Jones, David R.H.. Materiales para la ingenieria. Vol 1,2. 2008-09. Reverté.

Askeland, Donald R.: Ciencia e ingeniería de los materiales, Ediciones Paraninfo, 2001

Kalpakjian, Serope; Schmid, Steven R.. Manufactura, ingenieria y tecnologia. Pearson Education, 2008.


Complementària

Las Heras, J. M. et al: Conocimiento de Materiales en Ingeniería, Ed. G. Gili, Barcelona.