Ministerio de Educación. Dirección de Educación Técnica Profesional. Especialidades: Código: Programa de Asignatura. Tecnología de los Materiales

Transcripción

1 Ministerio de Educación Dirección de Educación Técnica Profesional Especialidades: Código: Programa de Asignatura Tecnología de los Materiales Nivel: Técnico Medio Escolaridad inicial: 9º y 12 grado Autor: Dr. Mario Martínez López Junio 2009 "Año 50 Aniversario de la Revolución"

2 Objetivo general: Seleccionar los materiales para aplicaciones en las industrias de la Mecánica, y el Transporte, a partir de su composición, estructura, propiedades y aplicaciones, así como los métodos de estudio e investigación y tratamiento térmico, con alto sentido de responsabilidad económico-social y ambiental, de modo que puedan encontrar soluciones alternativas de calidad ante la carencia de los materiales óptimos, orientados por una concepción científica y ética del mundo y una amplia cultura general e integral, que les permita enfrentar las transformaciones del mundo del trabajo. Plan Temático Para aplicar a los alumnos de 9no y 12 grado que ingresen a partir del curso escolar Año: 1º Semanas lectivas: 40 Frecuencia semanal: 3 horas Total de horas de la asignatura: 120 horas No. Unidad Horas Total Teoría Práctica 1 Introducción Metales y aleaciones Polímeros Cerámicas y compuestos Resumen de los materiales estudiados en el curso Controles parciales Total Año: 1º Semanas lectivas: 40 Frecuencia semanal: 4horas Total de horas de la asignatura: 160 horas No. Unidad Horas Total Teoría Práctica 1 Introducción Metales y aleaciones Polímeros Cerámicas y compuestos Resumen de los materiales estudiados en el curso Controles parciales Total

3 Plan analítico. Unidad No. 1. Introducción. Relacionar las propiedades generales de los metales y aleaciones, cerámicos y polímeros con las características de los enlaces químicos que en ellos se establecen, así como con las características de la estructura electrónica de los elementos y su periodicidad. Materiales de uso industrial: metales y aleaciones, cerámicos y polímeros. Definiciones, características, propiedades y aplicaciones generales. Química aplicada a los materiales: Estructura atómica (Teoría de Bohr). Ley de periodicidad de los elementos. Enlace químico: tipos, características. Interpretación química de los materiales: relación entre distribución electrónica, enlace químico y las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los materiales. Unidad No. 2. Metales y aleaciones. Seleccionar los metales y aleaciones para aplicaciones en las industrias de la Mecánica, y el Transporte, a partir de su composición, estructura, propiedades y aplicaciones, así como los métodos de estudio e investigación y tratamiento térmico, con alto sentido de responsabilidad económico-social y ambiental, de modo que puedan encontrar soluciones alternativas de calidad ante la carencia de los materiales óptimos. Estructura cristalina de los metales y aleaciones. Redes cristalinas: tipos, características. Cristalización y recristalización, mecanismo de la cristalización. Deformación plástica y acritud. Influencia del tamaño de grano en las propiedades físicas, químicas y mecánicas de las aleaciones. Estructura de las aleaciones: soluciones sólidas, compuestos químicos y mezclas mecánicas. Características: interacción de los componentes; propiedades físicas, químicas, mecánicas y tecnológicas. Propiedades mecánicas y tecnológicas de los metales y aleaciones. Definiciones: elasticidad, plasticidad, rigidez, tenacidad, fragilidad, resistencia mecánica a la rotura, dureza y resiliencia (resistencia al impacto). Ensayos mecánicos: ensayo a la tracción, ensayos de dureza (Brinell, Rockwell y Vickers), ensayo a la resiliencia. Fundamentos y aplicaciones de los ensayos.

4 Obtención de los metales y aleaciones: fundamentos. Obtención del hierro y el acero: proceso del alto horno, proceso de reducción directa. Obtención de acero en convertidores, en hornos de arco eléctrico y horno de inducción. Obtención del cobre: proceso pirometalúrgico y proceso hidrometalúrgico. Obtención del aluminio por electrólisis de sales fundidas. Obtención del níquel: procesos hidrometalúrgicos de Moa y Nicaro. Métodos de estudio e investigación de los metales y aleaciones: análisis espectral de composición, difracción de rayos X, macrografía y micrografía. Defectación no destructiva: por ultrasonido, radioscopía, magnético, luminiscente, por corrientes parásitas (o de Foulcault). Fundamentos y aplicaciones de los métodos. Aplicación del Primer Control Parcial. Aleaciones hierro - carbono: aceros y fundiciones. Estructura de las aleaciones hierro - carbono: ferrita, cementita, austenita, perlita y ledeburita; características e influencia en las propiedades mecánicas y tecnológicas de los aceros y fundiciones. Clasificación de los aceros y fundiciones. Tratamiento térmico: fundamentos y aplicaciones generales. Tipos: recocido, normalizado, temple y revenido. Fundamentos y aplicaciones del tratamiento térmico a los aceros. Selección de los aceros y sus tratamientos térmicos para la Mecánica y la Eléctrica. Aceros de construcción. Aceros para herramientas. Aceros inoxidables y termorresistentes. Aceros magnéticos. Aleaciones de alta resistencia eléctrica. Aleaciones base cobre: bronces y latones. Tipos: composición, estructura, propiedades y aplicaciones. Selección de los bronces y latones para aplicaciones en la Mecánica y la Eléctrica. Bronces al estaño. Bronces al aluminio. Bronces especiales eléctricos. Latones binarios y complejos. Aleaciones base aluminio. Tipos: composición, estructura, propiedades y aplicaciones. Selección de las aleaciones de aluminio para aplicaciones en la Mecánica y el Transporte. Aluminio - magnesio. Aluminio - cobre. Aluminio - silicio. Materiales semiconductores: obtención, propiedades y aplicaciones. Silicio. Germanio. Procesos de fabricación de piezas: fundamentos y aplicaciones. Fundición de piezas. Conformación de metales. Maquinado. Pulvimetalurgia. Soldadura. Corrosión de los metales y aleaciones: Importancia económico - social para el país. Tipos de corrosión. Causas. Métodos de protección anticorrosiva: recubrimientos galvánicos, pinturas anticorrosivas, otros

5 Unidad No. 3. Polímeros. Seleccionar los materiales poliméricos para aplicaciones en las industrias de la Mecánica, la Eléctrica y el Transporte, a partir de su composición, estructura, propiedades y aplicaciones, con alto sentido de responsabilidad económico-social y ambiental, de modo que puedan encontrar soluciones alternativas de calidad ante la carencia de los materiales óptimos. Estructura molecular de los materiales poliméricos: tipos de enlace químico que se establecen, su relación con las propiedades, aplicaciones y procesos de fabricación de piezas plásticas. Materiales plásticos: propiedades mecánicas y tecnológicas. Aplicaciones para la industria Mecánica y del Transporte. Polietileno. Poliestireno. Polipropileno (PP). Polic loruro de vinilo (PVC). Tetrafluoretileno (Teflón). Baquelita y otros. Procesos de fabricación de piezas plásticas: fundamentos y aplicaciones. Inyección. Extrusión. Soplado. Compresión. Transferencia. Pinturas y Adhesivos de aplicación mecánica: características y aplicaciones. Aceites y lubricantes de aplicación mecánica: características y aplicaciones. Aplicación del Segundo Control Parcial. Unidad No. 4. Cerámicos y compuestos. Seleccionar los cerámicos y compuestos para aplicaciones en las industrias de la Mecánica, la Eléctrica y el Transporte, a partir de su composición, estructura, propiedades y aplicaciones, con alto sentido de responsabilidad económico-social y ambiental, de modo que puedan encontrar soluciones alternativas de calidad ante la carencia de los materiales óptimos. Estructura molecular de los materiales cerámicos: tipos de enlace químico que se establecen, su relación con las propiedades y aplicaciones. Materiales cerámicos: características y aplicaciones en la industria Mecánica, Eléctrica y del Transporte. Vidrio y fibra de vidrio. Mica. Porcelana. Ferritas Cerámicas avanzadas. Materiales compuestos: propiedades y aplicaciones en la industria Mecánica, Eléctrica y del Transporte. Procesos de obtención.

6 Resumen de los materiales estudiados según su campo de aplicación: mecánicos, eléctricos, magnéticos, térmicos, etc. Relación existente entre composición, estructura, propiedades y aplicaciones. Indicaciones metodológicas: Sistema de habilidades de la asignatura: 1º. Relacionar las propiedades y aplicaciones de los materiales con las características de los enlaces químicos que en ellos se establecen y su estructura molecular. 2º. Caracterizar los materiales por su composición, estructura, propiedades y aplicaciones. 3º. Seleccionar los materiales según sus propiedades y aplicaciones. 4º. Fundamentar la selección de los materiales a partir de su composición, estructura, propiedades y aplicaciones. Actividades prácticas: Unidad No. 2. Metales y aleaciones. Práctica de laboratorio 1.: Ensayos mecánicos: tracción. Práctica de laboratorio 2.: Ensayos mecánicos: dureza e impacto. Práctica de laboratorio 3.: Métodos de investigación estructural de los metales y aleaciones. Clase Práctica 1.: Procesos de producción de metales y aleaciones (visita a fábrica). Clase Práctica 2.: Procesos de fabricación de piezas (visita a fábrica). Unidad No. 3. Polímeros. Clase Práctica 3.: Procesos de fabricación de piezas plásticas (visita a fábrica). Unidad No. 4. Cerámicos y compuestos. Clase Práctica 4.: Procesos de fabricación de cerámicos o compuestos (visita a fábrica). Sistema de evaluación: La evaluación de la asignatura constará de evaluaciones sistemáticas, dos Controles Parciales, dos Trabajos de Control Sistemático como mínimo y Examen Final. Grupo I de evaluación Las asignaturas del Grupo I obtienen la nota final de la siguiente forma: ; aprobado por la Resolución Ministerial No. 120/2009. Se evalúa cada actividad sistemática sobre 10 puntos y se promedian al final de la etapa o curso. Se realizan hasta los controles parciales y otras actividades, según las características de la asignatura, todas se califican sobre 40 puntos cada uno y se promedian. Se califica la prueba final sobre 50 puntos.

7 La nota final es la suma del promedio de actividades sistemáticas, más el promedio de evaluaciones parciales, más la nota de la prueba final Bibliografía: Básica: Ciencia y Tecnología de los Materiales / Mario Martínez López y otros, 2004 (en elaboración). Consulta: Metalografía / A.P. Guliáev Metalografía y tratamiento térmico de los metales / Yu. M. Lajtin Tecnología de los metales / A. Malishev, G. Nikolaiev y Yu. Shuvalov Química general / Linus Pauling Ciencia de materiales / Pronov Enciclopedia Océano de las Ciencias Técnicas Sistema de medios: Se basará fundamentalmente en objetos reales, software para la selección de materiales ("Aceros", "Materiales para Mecánicos" y otros), Documental Didáctico La producción de Acero. Videos de la especialidad, libros de texto y consulta.