Nombre de la asignatura: Propiedades de los materiales II. Carrera : Ingeniería Mecánica. Clave de la asignatura: MCM-9338.

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1 Nombre de la asignatura: Propiedades de los materiales II. Carrera : Ingeniería Mecánica Clave de la asignatura: MCM-9 Clave local: Horas teoría horas practicas créditos: UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA A) RELACIÓN CON OTRAS ASIGNATURAS DEL PLAN DE ESTUDIO ASIGNATURAS Propiedad de los Materiales I ANTERIORES TEMAS Diagramas Hierro-Carbono. POSTERIORES ASIGNATURAS Procesos de Fabricación Diseño I TEMAS Tratamientos térmicos de los aceros. Clasificación de los aceros. Elección de aceros para diseñar. B) APORTACIÓN DE LA ASIGNATURA AL PERFIL DEL EGRESADO. - S GENERALES DEL CURSO Analizara Las diferentes técnicas de producción del hierro, acero y aleaciones no ferrosas; Y seleccionar el tratamiento térmico adecuado para aplicarlo a problemas especificas

2 . -TEMARIO NUMERO TEMAS SUBTEMAS I Producción de Hierro Fundido y Procesos de Aceración. 1.1 Concepto de metalurgia Metalurgia extractiva Metalurgia de proceso Metalurgia física. 1.2 Producción de hierro fundido Minerales de hierro Proceso de prebeneficio Combustibles Fundente Alto horno. 1. Proceso para la producción de hierro fundido (arrabio) Proceso en un alto horno Productos un alto horno. 1.. Producción de hierro por reducción directa. 1. Procesos de aceración Proceso de conversión ácida o Bessemer Proceso de conversión básica o Thomas. 1.. Proceso Martín o de hogar abierto. 1.. Proceso del horno eléctrico. 1.5 Procesos de aceración modernos Hornos de oxígeno-básico Método Kaldos Método "L-D" ( Linz-Donawitz). II Aleaciones Hierro- Carbono 2.1 Diagrama hierro-carbono Definición e identificación de las aleaciones formadas Definición de las fases Constituyentes formados. 2.2 Propiedades de las aleaciones hierro-carbono Tensión Dureza % de elongación Extricción Soldabilidad. 2. Determinación del contenido en una micro estructura Regla de las isotérmicas Regla de la palanca

3 III Tratamientos Térmicos.1 Determinación de temperaturas críticas..1.1 Temperatura crítica superior..1.2 Temperatura crítica inferior..2 Diagrama TTT (tiempo, temperatura, transformación)..2.1 Formación de bainita..2.2 Formación de sartencita.. Normalizado y recocido en aceros...1 Normalizado...2 Esferoidal... Recocido completo... Recocido subcrítico.. Templado del acero..5 Templabilidad..5.1 Probeta y prueba Jominy..6 Revenido.. Austempering Martempering. Tratamientos térmicos para endurecimiento superficial. IV Clasificación de los Aceros.1 Clasificación de aceros al carbono..1.1 Aceros dulces..1.2 Aceros al medio carbono..1. Aceros al alto carbono o aceros de herramientas..2 Aceros aleados y efecto de los elementos de aleación..2.1 Efectos sobre La temperatura..2.2 Efectos en la estabilidad de los carburos..2. Efectos en el crecimiento del grano..2. Efectos en la resistencia a la corrosión..2.5 Efectos sobre las propiedades mecánicas.. Efecto de los alcances en el revenido.. Clasificación de los aceros según S.A.E. y A.I.S.I. V Aceros Especiales 5.1 Aceros de súper alta resistencia Aceros martensíticos para envejecer o "maredging Aceros "TRIPI, (plasticidad inducida por transformación). 5.2 Aceros para herramientas para trabajo en frío Aceros para estampados sencillos Aceros para estampados complejos Aceros para laminado en frío Aceros para herramientas de golpe Aceros para quijadas. 5. Aceros para herramientas para trabajo en caliente Aceros para estampado en caliente Aceros para herramientas de corte. - -

4 VI Selección de Aceros 6.1 Diagrama de Jeminy Diagramas rapidez de enfriamiento contra profundidad en varios medios. 6.2 Problemas de selección de aceros. VII Diagramas de Fases..1 construcción de los diagramas de fases..1.1 Diagramas de fases..2 Diagrama de Hierro-Carbono..2.1 Diagrama de Hierro-Carbono..2.2 Compuestos del diagrama Fe-FeC..2. interpretación del diagrama Fe-FeC. VIII Metates y Aleaciones no Ferrosas.1 Producción, propiedades y usos de metales no ferrosos..1.1 Cobre..1.2 Aluminio..1. Estaño..1. Zinc..1.5 Plomo..1.6 Manganeso..2 Aleaciones antifricción..2.1 Aleaciones a base de estaño o metales babbitt..2.2 Aleaciones a base de plomo..2. Aleaciones plomo-calcio..2. Aleaciones a base de cobre..2.5 Aleaciones a base de aluminio..2.6 Aleaciones a base de plata..2. Aleaciones porosas. 5.- APRENDIZAJES REQUERIDOS Propiedades de los materiales 1 : - Construcción de diagramas de estado de una y dos fases. - Definición de las fases y componentes de un acero. Termodinámica : - Concepto de procesos isotérmicos. Química - Conocimiento de La tabla periódica - Balance de ecuaciones. - Reacciones de oxido - reducción. - Reacciones exotérmicas y endotérmicas. Matemáticas I - Álgebra básica. - -

5 6.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS - Describir la construcción de un diagrama de equilibrio para dos metales que son solubles como Líquidos, pero completamente insolubles como sólidos. - Elaborara un trabajo en e[ que enumere las reglas que son útiles en la interpretación de diagramas de equilibrio. - Realizar una síntesis cobre los métodos de obtención del arrabio, acero ordinario y aceros especiales, así como las múltiples aplicaciones industriales del hierro y dos aceros. - Realizar un trabajo bibliográfico que te permita escribir la definición a las estructuras asignadas que por razones descriptivas y conmemorativas aparecen en el diagrama de equilibrio, hierro-carbono de hierro, así como sus propiedades promedio. - Realizar ensayos de tratamientos térmicos como temple, revenido, recocido y normalizado de un acero ordinario, e informe por escrito los cambios de estructuras y propiedades mecánicas. - Elabore un informe sobre la selección de los aceros ordinarios y aceros especiales, en base a su aplicación industrial..- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN - Revisión de trabajos de diagramas de equilibrio. - Entrega de síntesis sobre los métodos de obtención y aplicación industrial del hierro y los aceros. - Entrega de informes bibliográficos. - Entrega de resultados de ensayos de laboratorio de los tratamientos térmicos. - Conocimiento y manejo del área de tratamientos térmicos y análisis metalográfico. - Participación durante el desarrollo del curso en aula y laboratorio. Nota: los puntos y deberán ser desarrollados y/o enriquecidos en Las academias correspondientes en conjunto con el departamento de desarrollo académico. UNIDADES DE APRENDIZAJE NUMERO DE UNIDAD: I NOMBRE DE LA UNIDAD: PRODUCCION DE HIERRO FUNDIDO Y PROCESOS DE ACERACION. Conocerá los métodos de obtención de minerales así como los procesos de producción del hierro y acero. 1.1 Investigara las industrias en su entidad que apliquen los conocimientos de cada una de Las clasificaciones en su proceso productivo. 1.2 Mediante práctica en el Laboratorio comprobara las propiedades de por Lo menos dos combustibles diferentes de los usados en un alto horno Hacer un croquis de un alto horno radicando sus partes y tas temperaturas promedio que se desarrollan en el proceso

6 1. Investigara y dibujar otros tipos de hornos en Los que se obtenga hierro fundido. 1.5 Investigara y preparara un informe sobre los usos del hierro fundido, las escorias y los gases de alto horno. 1.6 Mediante un diagrama explicara las reacciones y procesos en la obtención del hierro esponja por reducción directa. 1. Investigara la calidad del acero que se obtiene en cada uno de tos procesos de aceración, explicando las posibles razones técnicas para su diferencia y algunas de Las aplicaciones que se dan a cada tipo de acero. 1. Investigara las características de construcción de los hornos usadas para los proceses de oxígeno básica y el tipo y calidad del acero obtenido, así como las aplicaciones. NUMERO DE UNIDAD: II NOMBRE DE LA UNIDAD: ALEACIONES HIERRO-CARBONO. Mediante el uso del diagrama de hierro - carbón determinara la estructura Y las propiedades físicas y mecánicas de hierros y aceros. 2.1 Dada una aleación y mediante el diagrama hierro-carbón identificar las y constituyentes que forma durante su enfriamiento o durante su fundición. 2.2 Listar los aceros simples según su clasificación más general e investigar la variación de sus propiedades listados para cada acero 2. Resolverá ejemplos varios aplicando la regla de las isótermas y de palanca en diagrama de hierro-carbón

7 NUMERO DE UNIDAD: III NOMBRE DE LA UNIDAD: TRATAMIENTOS TERMICOS. Mediante el uso del diagrama hierrocarbono, determinara las temperaturas críticas superior e inferior de calentamiento y enfriamiento ideal para su tratamiento térmico..1 Identificara en el diagrama hierro-carbono las líneas que limitan La temperatura superior e inferior..2 Resolverá ejemplos determinando sus temperaturas críticas y dando su nomenclatura para enfriamiento y calentamiento.. Investigara qué conformaciones son Las que se retienen en los aceros a cuando el enfriamiento es constante y recopilar las características de estas estructuras y listarlas.. En un esqueleto del diagrama hierrocarbono delimitar las zonas en que queden localizados los tratamientos térmicos descritos en La unidad..5 Investigara qué tipo de aceros son los más susceptibles al temple y localizar en el diagrama hierro-carbono la zona de temple e indicarla delimitándola y achurándola Investigara La aplicación práctica de La prueba de Jominy y qué beneficios produjo a la industria metal-mecánica.. localizara en un diagrama hierro-carbono las zonas correspondientes al proceso de revenido delimitando sus áreas y resaltándolas. - -

8 NUMERO DE UNIDAD: IV NOMBRE DE LA UNIDAD: CLASIFICACION DE LOS ACEROS. Conocerá las diferentes formas de clasificación de hierros y aceros para su aplicación industrial en la manufactura de productos metal mecánicos..1 Investigara varios textos la forma de clasificar los aceros al carbono haciendo listados y comparándolos..2 Elaborara un cuadro y listar los principales elementos de aleación y resaltar los efectos que producen en los aceros.. Investigara cuando un acero aleado se reviene y que utilización industrial se les da a estos aceros.. Dados como ejemplo números de aceros identificara mediante tablas el tipo de acero que se trata y especificar los porcentajes de elementos que entran en su composición NUMERO DE UNIDAD: V NOMBRE DE LA UNIDAD: ACEROS ESPECIALES. Conocerá las propiedades de los aceros especiales para la fabricación de herramientas de trabajo en frió y en caliente. 5.1 Investigara las Aplicaciones que se dan en la industria a este tipo de aceros así como a qué tipo de aleaciones sustituyeron. 5.2 Investigara las propiedades promedio exigidas para Los aceros usados en los procesos de estampado, laminado, herramientas de golpe y quijadas. 5. Investigara las propiedades promedio exigidas para las herramientas de trabajo en caliente y Los tratamientos adecuados para Lograrlos

9 NUMERO DE UNIDAD: VI NOMBRE DE LA UNIDAD: SELECCIÓN DE ACEROS. Conocerá y usar el diagrama de Jominy para La solución de problemas. 6.1 Recopilara los más posibles diagramas enfriamiento contra profundidad y elaborar una recopilación de tos más completos. 6.2 Resolverá problemas concernientes al tema tratado. 5 9 NUMERO DE UNIDAD: VII NOMBRE DE LA UNIDAD: DIAGRAMAS DE FASES. Interpretara y usar los diagramas de fases, así como el diagrama Hierro- Carbono en la clasificación de hierros y aceros..1 Investigara el enunciado y aplicación de la regla de fases dando ejemplos de ella..2 Investigara y explicar la secuencia de construcción para un ejemplo real de la materia[ de dos componentes insolubles en estado sólido y soluble en estado Líquido.. Investigara Los significados de los siguientes conceptos: ferrita, perlita, austenita, cementita, ledeburita y líquidos Realizara el seguimiento de solidificación y fundición de por lo menos 5 aleaciones Fe-C en un diagrama Hierro-Carbono indicando sus cambios y estados, así como las temperaturas a las cuales suceden

10 NUMERO DE UNIDAD: VIII NOMBRE DE LA UNIDAD: METALES Y ALEACIONES NO FERROSAS. Conocerá las propiedades y usos de los metales no ferrosos y aleaciones antifricción. - Investigara Las Aplicaciones industriales de cada uno de los metales propuestos y otros en forma pura. - Realizara recopilación de las aleaciones y sus variaciones listándolas incluyendo su composición y aplicaciones BIBLIOGRAFÍA 1 RAYMON A. HIGGINGS. INGENIERIA METALURGIA (TOMO 1) ED. CONTINENTAL S.A. 2 B. LINCHEVSKI A. SOBOLEVSKI A. KALMENEV METALURGIA DE METALES NO FERROSOS ED. MIR. B.H. AMSTED P.F. OSTWALD M.L. BEGEMAN PROCESOS DE MANUFACTURA VERSION SI ED. CONTINENTAL S.A..- V.B. JOHN CONOCIMIENTO DE MATERIALES EN INGENIERIA ED. GUSTAVO GIL S.A. RICHARD A. FLINN POUL K. TROJAN MATERIALES DE INGENIERIA Y SUS APLICACIONES ED. MC GRAW-HILL 10 B.A. KOLACHEV R.M. GABIDULLIN Y.V. PIGUZOV TECNOLOGIA DE TRATAMIENTOS TERMICOS DE METALES Y ALEACIONES NO FERROSOS ED. MIR 5 LAWRENCE HVAN VLACK TECNOLOGIA DE MATERIALES ED. FONDO EDUCATIVO INTERAMERICANO PETER A. THORNTON VITO J. COLANGELO CIENCIA DE MATERIALES PARA INGENIERIA ED. PRENTICE-HALL 6 A.P. GULIAEV METALOGRAFIA (TOMO 1 y 11) ED. MIR. 9 DONALD R. ASKELAND LA CIENCIA E INGENIERIA DE LOS MATERIALES ED. IBEROAMERICANA 10.- PRACTICAS PROPUESTAS - Para la unidad I se sugiere visitar empresa de proceso de obtención de productos por fundición y elaborar el informe correspondiente. - Conocimiento maneja del equipo del área de análisis metalográfico. - Preparación de muestras ferrosas y no ferrosas para su análisis metalográfico

11 - Preparación de reactivos sobre la base de materiales ferrosos y no ferrosos, así como a la estructura a observar en el análisis metalográfico. - Realizara un análisis químico de materiales ferrosos y no ferrosos para la determinación de sus elementos. - Determinara la Templabilidad de acero mediante el método de Jominy. En este punto, se deberán elaborar las Guías de Prácticas con base en la metodología oficial emitida, para tal efecto