UNIVERSIDAD RICARDO PALMA FACULTAD DE INGENIERÍA

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1 UNIVESIDAD ICADO PALMA FACULTAD DE INGENIEÍA ESCUELA ACADEMICO POFESIONAL DE INGENIEÍA INDUSTIAL I. INFOMACIÓN GENEAL SILABO - INGENIEIA DE MATEIALES CODIGO : IN 0502 Ingeniería de Materiales SEMESTE : 5 CEDITOS : 3 HOAS PO SEMANA : 5 (Teoría Práctica - Laboratorios) PEEQUISITOS : Termodinámica Aplicada / Procesos Industriales CONDICION : Obligatorio POFESO : Carlos Sebastián Calvo POFESO csebastiancalvo@gmail.com II. SUMILLA DEL CUSO El curso prepara al estudiante para aplicar los principios básicos de la ciencia y tecnología de los materiales de fabricación en ingeniería, con énfasis en los criterios para su elaboración y comportamiento en servicio en base a su clase, propiedades y aplicaciones. Se clasifican y estudian las aleaciones ferrosas y no ferrosas y los materiales no metálicos derivados del procesamiento de materias primas naturales y los materiales artificiales o sintéticos. En todos los casos se resuelven problemas basados en la integración de conocimientos previos de física, química, matemáticas y expresión gráfica usando además software especializado además de los métodos analíticos y descriptivos. III. COMPETENCIAS DEL CUSO 1. Aplica los conceptos y criterios fundamentales para la selección adecuada de un material para un determinado uso, en base al conocimiento de sus propiedades físicas, químicas y tecnológicas, considerando el ambiente y condiciones a los que estará expuesto el material durante su comportamiento en servicio. 2. econoce, recomienda y participa en la implementación de los diferentes tipos de técnicas de conformación de materiales de ingeniería. 3. Aplica los conceptos fundamentales de simulación del comportamiento futuro de nuevos materiales, aplicando métodos cuantitativos y leyes que gobiernan la teoría de los materiales metálicos no metálicos de fabricación; aplicando en la medida del avance de conocimientos relacionados, software de programación y lenguajes de simulación. 4. Comunica adecuadamente los resultados de la evaluación de posibles materiales a utilizar, para ser utilizados en la toma de decisiones en una planta industrial. IV. UNIDADES DE APENDIZAJE 1. FUNDAMENTOS DE CIENCIA E INGENIEIA DE MATEIALES/20 HOAS Materia prima y material/clasificación de los materiales/propiedades físicas, químicas y tecnológicas/ Materiales auxiliares/fundamentos de la obtención del hierro y del acero/estudio general de diagramas de flujo/el estado sólido. Estructuras cristalinas/tipos de celdas unitarias y redes cristalinas de los metales. Parámetros de ed y Factores de Empaquetamiento. Cálculos/Principios de metalurgia física/principios de 1

2 los procesos de conformación de materiales en la industria/ Principios de la conformación por deformación plástica en caliente y en frío. Forja, laminación, estampado, trefilado, etc./fundamentos sobre la conformación por corte con soplete y unión mediante soldadura, metalurgia de polvos, maquinado y fundición/contracciones de los metales y de las aleaciones. Determinación de contracciones durante el enfriamiento en el estado líquido, durante la solidificación y en el estado sólido. Formas de compensar las contracciones y sus relaciones con la defectología derivada del enfriamiento y solidificación. Problemas sobre contracciones/nociones sobre diseño de colada en piezas fundidas. Software existente/presentación de casos de piezas a conformarse por fundición. Dibujo en fundición y estudio de casos de confección de moldes y vistas en diversos cortes de moldes preparados. 2. FUNDAMENTOS SOBE ENSAYOS DE MATEIALES / 10 HOAS Fundamentos sobre ensayos mecánicos de los materiales. Dureza, tracción, flexión y comprensión de los materiales. Ensayos normalizados. Curvas esfuerzo-deformación. Problemas/Elasticidad de los materiales. Módulo de elasticidad y su aplicación. Ensayos de fatiga e impacto de los materiales metálicos. Normalización. Problemas/Ensayos no destructivos de los materiales. Ensayo por líquidos penetrantes, magnetocospía, radiografía industrial y ultra sonido. END y calidad industrial. 3. ESTUDIO DE LAS ALEACIONES BINAIAS Y ALEACIONES FEOSAS / 20 HOAS Fusión y solidificación de un metal puro y de aleaciones metálicas. Curvas/Formas en que se presentan las fases en las aleaciones: solución sólida, elemento libre y compuesto intermetálico/diagramas de fases de las aleaciones metálicas binarias. Leyes fundamentales. Diagramas de equilibrio de fases típicos. Deducción de la Ley de la Palanca/Transformaciones de fases en las aleaciones binarias: Transformación eutéctica, transformación eutectoide y transformación peritéctica. Problemas y análisis de solidificación. 4. ALEACIONES FEOSAS / 10 HOAS Aleaciones ferrosas. Clasificación/Fierros fundidos y aceros comunes o al carbono, fierros fundidos y aceros especiales, diagramas hierro-carbono/ Estructuras de fierros fundidos y aceros/influencia de los diferentes elementos de aleación en los fierros fundidos y aceros, comunes y especiales/problemas sobre leyes de aleaciones aplicadas a aleaciones ferrosas, análisis de solidificación y determinación de microestructuras. 5. ELABOACIÓN DE ALEACIONES FEOSAS / 10 HOAS Elaboración de aleaciones ferrosas normalizadas. Hornos de fusión y cálculos de carga/problemas sobre cálculos de carga y normalización de fierros fundidos y aceros/esolución de problemas de elaboración de aleaciones ferrosas. 6. ALEACIONES NO FEOSAS / 15 HOAS Aleaciones no ferrosas. Clasificación de metales no ferrosos y sus aleaciones. Normalización y designación (nomenclaturas)/aleaciones de fusión y aleaciones de forja/aleaciones de cobre. Bronces y latones comunes y especiales/cálculos de carga para su elaboración/aleaciones ligeras. Aluminio. Propiedades y aplicaciones/aleaciones de aluminio. Clasificación, propiedades y aplicaciones/aleaciones Aluminio-Cobre. Clasificación, propiedades y aplicaciones/estudio particular del Duraluminio. Aleaciones ultra-ligeras. El Magnesio y sus aleaciones/ Propiedades físicas, químicas y tecnológicas del magnesio puro. Usos/Aleaciones de magnesio. Clasificación, propiedades y aplicaciones. Normalización/Otras aleaciones de los metales no ferrosos/titanio y sus aleaciones. Usos propiedades y aplicaciones/aleaciones especiales de los metales no ferrosos. Casos de estudio. 7. MATEIALES CEAMICOS / 8 HOAS 2

3 Concepto, clasificación, obtención, usos, propiedades y aplicaciones/cerámicos derivados de la arcilla. Elaboración, clasificación, propiedades y aplicaciones/determinación de las propiedades de los materiales cerámicos. Porosidad aparente y real, densidad aparente y real, resistencia mecánica y durabilidad/ elación de la porosidad total con la resistencia mecánica. Problemas/Cerámicos especiales. Vidrios, carburos, cementos y materiales refractarios/materiales refractarios. Concepto, clasificación, elaboración, propiedades y aplicaciones/diagrama sílice-alúmina y otros diagramas de equilibrio para el estudio de sistemas refractarios. Ley de la Palanca. Cálculos y problemas. 8. MATEIALES POLIMEICOS / 8 HOAS Fundamentos, conceptos y origen de los polímeros/importancia en la vida moderna/polímeros termoplásticos y termoestables/mecanismo de formación de un polímero/grado de polimerización/ Distribución del peso molecular/propiedades y aplicaciones/problemas. 9. MATEIALES COMPUESTOS / 8 HOAS Materiales compuestos (compósitos)/concepto. Tipos de unión, clasificación, propiedades y aplicaciones de los materiales compuestos/ Compuestos endurecidos por dispersión de partículas finas, compuestos reforzados por partículas propiamente dichas, carburos cementados, contactos eléctricos, moldes y almas especiales en arenas sintéticas para fundición y otros materiales compuestos/compuestos reforzados por fibras. Clasificación según el tipo y ordenamiento de las fibras/compósitos especiales. Polímeros y sus materiales compuestos. 10. MATEIALES NUCLEAES Y ELACIONADOS / 8 HOAS Fundamentos de física nuclear y materiales nucleares/interacción de las radiaciones con la materia. Uranio y rectores nucleares/material radiactivos, producción de radioisótopos y sus aplicaciones. Aspectos de seguridad/aplicaciones industriales, ambientales, energéticas, hidrológicas y mineras de la tecnología nuclear/fundamentos de Tecnologías de irradiación. Aplicaciones industriales/centrales de potencia para generación de energía nuclear. V. LABOATOIOS Y EXPEIENCIAS PÁCTICAS Laboratorio 1: Determinación de estructuras cristalinas de los metales. Laboratorio 2: Métodos de conformación y ensayos mecánicos. Laboratorio 3: Microestructuras de materiales ferrosos y no ferrosos. Laboratorio 4: Determinación de propiedades de los materiales cerámicos. Laboratorio 5: Demostraciones de propiedades de los isótopos y las radiaciones ionizantes. VI. METODOLOGIA La metodología consiste en la técnica de exposición-diálogo del tema central de la clase, con ayudas audiovisuales y equipo multimedia, usando intensivamente todas las facilidades que ofrece el aula virtual. El curso se desarrolla en sesiones de teoría, práctica y laboratorio. En las sesiones de teoría, el docente presenta los conceptos, deducciones teóricas y aplicaciones. En las sesiones prácticas, se resuelven diversos problemas y se analiza su solución. En las sesiones de laboratorio se usa el equipo y materiales existentes, complementados con videos y prototipos que los alumnos realizan en trabajos grupales. Al final del curso el alumno debe presentar y exponer un trabajo o proyecto integrador. En todas las sesiones se promueve la participación activa del alumno. VII. FOMULA DE EVALUACION El Promedio Final PF se calcula tal como se muestra a continuación: PF = 0.25 EA EB [(PC1 + PC2 + PC3 + PC4)] / [(LB1 + LB2 + LB3)] /3 3

4 EA: Examen Parcial PC: Prácticas Calificadas EB: Examen Final LB: Laboratorios Calificados VIII. BIBLIOGAFIA 1. ZBIEGNIEW D. JASTZEBSI Materiales de Ingeniería 2. DONALD ASELAND Ciencia e Ingeniería de Materiales 3. ALBET GUY Fundamentos de Ciencia de Materiales 4. LAWENCE E. DOYLE Materiales y Procesos de Manufactura Para Ingenieros 5. JAMES F.SHACELFOD Ciencia de Materiales Para Ingenieros 6. A. LEYENSETE Tecnología de los oficios metalúrgicos 7. JOSÉ APAIZ BAEIO Fundiciones 8. POLVICHIN, B. GINBEG Metal process engineering 9. DOAN H. The Principles of Physical Metalurgy 10. OBET EED-HILL Princípios de metalurgia física 11. V.B. MC. MILLAN Introducción a la Ingeniería de Materiales IX. APOTES DEL CUSO AL LOGO DE ESULTADOS El aporte del curso al logro de los esultados del Programa (Competencias Profesionales) se indica en la tabla siguiente: = clave = relacionado ecuadro vacío = no aplica esultados del Programa (Competencias Profesionales) Aplicación de las Ciencias Experimentación Diseño en Ingeniería Trabajo en Equipo Solución de Problemas Ética y esponsabilidad Profesional Competencia Habilidad para aplicar los conocimientos de matemáticas, ciencias e ingeniería. Habilidad para diseñar y conducir experimentos, así como analizar e interpretar resultados. Habilidad para diseñar un sistema, componente o proceso que satisfacen necesidades dentro de restricciones realistas tanto económicas, ambientales, sociales, políticas, éticas, salud, seguridad. Habilidad para trabajar en equipos multidisciplinarios. Habilidad para identificar, formular y resolver problemas de ingeniería. Entendimiento de la ética y la responsabilidad profesional. Aporte 4

5 Comunicación Habilidad para comunicarse efectivamente. Perspectiva local y global Aprendizaje para Toda la Vida Conocimiento de la ealidad Uso de Técnicas y Métodos de Ingeniería Una educación amplia para entender el impacto de las soluciones de ingeniería en un contexto global, económico, ambiental y social. Un reconocimiento de la necesidad, así como la habilidad para desarrollar un aprendizaje para toda la vida. Un conocimiento de temas y asuntos contemporáneos. Habilidad para usar técnicas y herramientas modernas necesarias para la práctica de la ingeniería. Lima, setiembre de