Guía docente de la asignatura Ciencia e Ingeniería de Materiales Titulación: Grado en Ingeniería Mecánica Curso 2012-2013
Guía Docente 1. Datos de la asignatura Nombre Materia Ciencia e Ingeniería de Materiales (Materials Science and Engineering) Materia común rama industrial Módulo Código 508101008 Titulación Grado en Ingeniería Mecánica Plan de estudios 2009 Centro Tipo Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial Cuatrimestral Periodo lectivo Segundo cuatrimestre Curso 1 Idioma Español ECTS 6 Horas / ECTS 30 Carga total de trabajo (horas) 180 Horario clases teoría Aula 2. Datos del profesorado Profesor responsable Departamento Área de conocimiento Ubicación del despacho Francisco J. Carrión Vilches Isidoro Martínez Mateo Ramón Fco. Pamies Porras Ingeniería de Materiales y Fabricación Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica 2ª Planta Hospital de Marina Teléfono 968 325960 Fax 968 326445 Correo electrónico URL / WEB fjc.vilches@upct.es: isidoro.martinez@mateo www.dimf.upct.es Horario de atención / Tutorías Ubicación durante las tutorías Disponible en el AULA VIRTUAL Despachos de los profesores
3. Descripción de la asignatura 3.1. Presentación La asignatura de Ciencia e Ingeniería de Materiales tiene por objeto el estudio de los materiales utilizados en el campo de la Ingeniería, siendo esta asignatura troncal en la formación del futuro ingeniero. La asignatura presentará los fundamentos del conocimiento de materiales de ingeniería así como su relación con los procesos de transformación y sus aplicaciones finales. 3.2. Ubicación en el plan de estudios La asignatura es de carácter cuatrimestral se imparte en primer curso, y se desarrollará durante el Segundo cuatrimestre. 3.3. Descripción de la asignatura. Adecuación al perfil profesional La adquisición de habilidades, y conocimientos relacionados con la Ciencia e Ingeniería de Materiales es fundamental en la mayoría de tareas que un profesional desarrollará en el campo de la Ingeniería Industrial. La evaluación de propiedades de los materiales así como sus tratamientos en relación a su uso final, requiere que el futuro técnico posea una serie de habilidades y conocimientos, para evaluar y seleccionar materiales en un ámbito Industrial. 3.4. Relación con otras asignaturas. Prerrequisitos y recomendaciones Para un adecuado desarrollo de la asignatura por parte del alumno, se requerirá haber cursado asignaturas básicas tales como Matemáticas, Física y Química. La superación de esta asignatura será necesaria para el acceso a materias de cursos superiores tales como: Materiales en Ingeniería de tercer curso y Corrosión y Protección de Materiales de cuarto curso. 3.5. Medidas especiales previstas Con objeto de facilitar el desarrollo de la asignatura, se podrá adecuar grupos de prácticas para alumnos que en el momento de la asignatura se encuentren trabajando, con el objeto de compatibilizar ambas actividades. Aquellos alumnos con necesidades especiales podrán acordar con el profesorado de la asignatura, las medidas necesarias para facilitar su seguimiento de la materia.
4. Competencias 4.1. Competencias específicas de la asignatura Conocimiento aplicado de los fundamentos de materiales para su uso en ingeniería. Habilidad en el manejo de técnicas instrumentales de ensayos de materiales Capacidad de seleccionar materiales apropiados para aplicaciones en el campo industrial Conocimiento de normativa en ensayos de materiales 4.2. Competencias genéricas / transversales COMPETENCIAS INSTRUMENTALES X T1.1 Capacidad de análisis y síntesis X T1.2 Capacidad de organización y planificación X T1.3 Comunicación oral y escrita en lengua propia T1.4 Comprensión oral y escrita de una lengua extranjera T1.5 Habilidades básicas computacionales X T1.6 Capacidad de gestión de la información X T1.7 Resolución de problemas X T1.8 Toma de decisiones COMPETENCIAS PERSONALES X T2.1 Capacidad crítica y autocrítica X T2.2 Trabajo en equipo X T2.3 Habilidades en las relaciones interpersonales T2.4 Habilidades de trabajo en un equipo interdisciplinar X T2.5 Habilidades para comunicarse con expertos en otros campos T2.6 Reconocimiento de la diversidad y la multiculturalidad X T2.7 Sensibilidad hacia temas medioambientales X T2.8 Compromiso ético COMPETENCIAS SISTÉMICAS X T3.1 Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica X T3.2 Capacidad de aprender X T3.3 Adaptación a nuevas situaciones X T3.4 Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) T3.5 Liderazgo X T3.6 Conocimiento de otras culturas y costumbres X T3.7 Habilidad de realizar trabajo autónomo X T3.8 Iniciativa y espíritu emprendedor
X T3.9 Preocupación por la calidad X T3.10 Motivación de logro 4.3. Competencias específicas del Título COMPETENCIAS ESPECÍFICAS DISCIPLINARES E1.1 Conocimiento en las materias básicas matemáticas, física, química, organización de empresas, expresión gráfica e informática, que capaciten al alumno para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías X E1.2 Conocimientos en materias tecnológicas para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de labores y otros trabajos análogos X E1.3 Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico Industrial COMPETENCIAS PROFESIONALES X E1.1 Capacidad para la redacción, firma y desarrollo de proyectos en el ámbito de la Ingeniería industrial que tengan por objeto, en el área de la Ingeniería Química, la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición, fabricación, instalación, montaje o explotación de: estructuras, equipos mecánicos, instalaciones energéticas, instalaciones eléctricas y electrónicas, instalaciones y plantas industriales y procesos de fabricación y automatización en función de la ley de atribuciones profesionales X E1.2 Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento OTRAS COMPETENCIAS E1.3 Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas E2.4 Capacidad de dirección, organización y planificación en el ámbito de la empresa, y otras instituciones y organizaciones E3.1 Experiencia laboral mediante convenios Universidad-Empresa E3.2 Experiencia internacional a través de programas de movilidad 4.4. Objetivos del aprendizaje 1. Análisis y síntesis de información. 2. Conocer las características y el desarrollo e importancia en el avance actual de nuestra sociedad de los materiales metálicos, poliméricos y compuestos. 3. Conocer y entender la relación entre la estructura que presentan los materiales y sus principales propiedades y cómo afectan los procesos de transformación las propiedades finales. 4. Desarrollo de habilidades en el manejo de instrumentación para la obtención de propiedades de los materiales, en especial las relacionadas con propiedades mecánicas.
5. Expresión escrita y oral, adquiriendo el vocabulario específico relacionado con la ciencia e ingeniería de materiales. 6. Capacidad de resolución de problemas. 7. Trabajo en equipo. 8. Búsqueda y análisis de información. 5. Contenidos 5.1. Contenidos según el plan de estudios Microestructura de Materiales. Propiedades y aplicaciones de materiales metálicos, polímeros, cerámicos y compuestos. Tratamientos de Materiales. Ensayos e Inspección de Materiales. Normativa. Selección de Materiales.
5.2. Programa de teoría Unidad Didáctica I. Estructura de los Materiales Tema 1. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales. Tema 2. Estructura cristalina en Materiales. Tema 3. Imperfecciones cristalinas. Tema 4. Difusión atómica. Unidad Didáctica II. Transformaciones y Tratamientos Tema 5. Mecanismos de endurecimiento. Ensayos Mecánicos. Tema 6. Constitución de las aleaciones. Tema 7. Diagramas de Fase. Diagrama Hierro-Carbono. Tema 8. Teoría de los tratamientos térmicos. Diagramas TTT. Tema 9. Tratamientos térmicos en Aleaciones Metálicas. Unidad Didáctica III. Conocimiento de Materiales Tema 10. Aleaciones Férreas. Tema 11. Aleaciones No Férreas. Tema 12. Materiales Poliméricos y Compuestos. Unidad Didáctica IV. Propiedades funcionales y comportamiento en servicio Tema 13. Propiedades Funcionales de Materiales. Tema 14. Corrosión y Protección de Materiales.
5.3. Programa de prácticas Sesiones de Laboratorio: Se desarrollan diferentes sesiones de prácticas de laboratorio con el objeto de que los alumnos utilicen instrumentación y conozcan las principales técnicas de ensayos y preparación de materiales. Las prácticas de laboratorio a desarrollar serán: Práctica 1. Metalografía Práctica 2. Ensayos Mecánicos Práctica 3. Ensayos No Destructivos Práctica 4. Tratamientos Térmicos Práctica 5. Propiedades y Procesado de Polímeros Sesiones en el Aula de Informática: Se desarrollarán sesiones de prácticas con el objeto de que los alumnos aprendan a establecer los criterios necesarios para realizar selección de materiales sometidos a solicitación mecánica y/o térmica, con especial énfasis en el campo de los materiales estructurales. Para conseguir este propósito se utilizarán una herramienta informática de selección de materiales y base de datos denominada CES Edupack.
5.4. Objetivos de aprendizaje detallados por Unidades Didácticas (opcional) 5.5. Programa resumido en inglés (opcional) Section I. Structure of materials Unit 1. Introduction to Materials Science&Engineering Unit 2. Structure of Materials Unit 3. Defects in Crystalline Materials Unit 4. Atomic Diffusion in Metals Section II. Phase transitions and treatments Unit 5. Strengthening Mechanisms. Mechanical Testing Unit 6. Alloys: Formation, Phases and properties Unit 7. Phase Diagrams. Iron-Carbon diagram Unit 8. Fundamentals of Heat Treatments Unit 9. Heat treatments in Metallic Alloys Section III. Engineering materials Unit 10. Ferrous Alloys Unit 11. Non Ferrous Alloys Unit 12. Polymers and Composites Section IV. Functional properties and failure of materials Unit 13. Functional properties of materials Unit 14. Corrosion and protection of materials
6. Metodología docente 6.1. Actividades formativas de E/A Actividad Trabajo del profesor Trabajo del estudiante ECTS Clase expositiva utilizando técnicas de Presencial: Toma de apuntes. aprendizaje cooperativo. Resolución de Planteamiento de dudas 1,4 Clase de teoría dudas planteadas por los estudiantes. No presencial: Estudio de la Se tratarán los temas de mayor complejidad materia. y los aspectos más relevantes. 2 Clase de problemas. Resolución de problemas tipo y casos prácticos Clase de Prácticas. Sesiones de laboratorio y aula de informática Seminarios de problemas y otras actividades de aprendizaje cooperativo Tutorías individuales y de grupo Actividades de evaluación sumativa Realización de trabajos de investigación individuales y en grupo, y presentación oral Se resolverán problemas tipo y se analizarán casos prácticos. Se enfatizará el trabajo tanto en plantear métodos de resolución, como en los resultados. Se plantearán problemas y/o casos prácticos similares para que los alumnos los vayan resolviendo individualmente, siendo guiados por el profesor. Las sesiones prácticas de laboratorio son fundamentales para acercar el entorno de trabajo industrial al estudiante y permiten enlazar contenidos teóricos y prácticos de forma directa. Mediante las sesiones de aula de informática se pretende que los alumnos adquieran habilidades básicas computacionales y manejen programas y herramientas de diseño, selección y simulación profesionales. Se realizarán varios seminarios de problemas a lo largo del curso. Los alumnos trabajan en grupo para resolver un conjunto de problemas. Resolver dudas y aclarar conceptos Las tutorías serán individuales o de grupo con objeto de realizar un seguimiento individualizado y/o grupal del aprendizaje. Revisión de exámenes por grupos y motivación por el aprendizaje Se realizarán pruebas escritas de tipo individual. Estas pruebas permiten comprobar el grado de consecución de las competencias específicas. Se realizarán diferentes trabajos de investigación individuales y en equipo durante el curso. Los alumnos deberán realizar un informe técnico en base a criterios de calidad establecidos y hacer una presentación visual de los resultados más significativos. Presencial: Participación activa. Resolución de ejercicios. Planteamiento de dudas No presencial: Estudio de la materia. Resolución de ejercicios propuestos por el profesor. Presencial: Manejo de instrumentación. Desarrollo de competencias en expresión oral y escrita con la presentación de informes de prácticas por los alumnos con apoyo del profesor No presencial: Elaboración de los informes de prácticas siguiendo criterios de calidad establecidos Presencial: Resolución de los problemas. Discusión de dudas y puesta en común del trabajo realizado. Presencial: Planteamiento de dudas en horario de tutorías. Presencial: Asistencia a la prueba escrita y realización de ésta. Presencial: Planteamiento del trabajo y tutorías de control y orientación por grupos. Exposición oral No presencial: Búsqueda y síntesis de información. Trabajo en grupo. Elaboración del informe técnico y preparación de la presentación del trabajo 0,1 0,3 0,5 0,3 0,2 0,2 0,3 0,2 0,5 6
7. Evaluación 7.1. Técnicas de evaluación Instrumentos Realización / criterios Ponderación Prueba escrita individual (1) Prueba escrita de Laboratorio Problemas Propuestos y trabajo de investigación Cuestiones teóricas, teóricoprácticas y problemas Se evalúan principalmente los conocimientos teóricos,la capacidad de aplicar conocimientos a la práctica y la capacidad de análisis Se evalúan los conocimientos básicos desarrollados en las sesiones de prácticas así como el trabajo en equipo y habilidades para el manejo de instalaciones y equipos. Resolución de problemas propuestos. 70 % 20 % 10% Competencias genéricas (4.2) evaluadas T1.1, T1.3,T1.7 T3.1,T3.2,T3.7 T1.1, T1.3,T1.7 T3.1,T3.2,T3.7 T1.2, T1.3, T1.5, T1.6, T1.8, T2.1,T2.2, T2.1, T2.3, T3.1, T3.2,T3.4, T3.8,T3.9, Objetivos de aprendizaje (4.4) evaluados 1-8 1-6 1-6 (1) Las pruebas escritas individuales (PEI) deben superarse con nota igual o superior a 5.
7.2. Mecanismos de control y seguimiento El seguimiento del aprendizaje se realizará mediante las siguientes actividades: - Cuestiones planteadas en clase y actividades en clase de teoría y problemas - Supervisión durante las sesiones de trabajo presencial de seminarios de problemas y revisión de los problemas propuestos para ser realizados individualmente o en equipo (no presencial) - Elaboración de listas de ejecución durante las sesiones de prácticas de laboratorio - Presentaciones de trabajos individuales y en grupo e informes técnicos - Tutorías
8. Temporalización. Distribución de créditos ECTS
9. Recursos y bibliografía 9.1. Bibliografía básica - Apuntes de la asignatura - Cuestiones y Problemas de la asignatura - Manual de Prácticas de Laboratorio. W.F. Smith, J. Hashemi, Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales. 4ª ed., MacGraw-Hill, 2004. J.F. Shackelford, Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros, 6ª ed., Pearson, 2005. W.D. Callister, Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Reverté, 1996. 9.2. Bibliografía complementaria ASM Handbook 9.3. Recursos en red y otros recursos Programa informático CES Edupack