El deseo de alcanzar el mayor grado de excelencia posible dentro del ámbito de actuación de las enseñanzas universitarias (Grados y Másteres) es un camino que debe llevar a la consecución de nuevos retos y todo ello mediante un cambio en la metodología de enseñanza. En el momento actual es necesario que los sistemas se vayan adaptando a las transformaciones que se experimentan en el seno de la Universidad y en el marco del Espacio Europeo de Educación Superior (EEES). La adaptación del sistema de créditos ECTS, extendidos a toda Europa, implicará una reorganización conceptual de los sistemas educativos para adaptarse a los nuevos modelos de formación continuada a lo largo de la vida.

Dentro de la cultura de la mejora de la docencia hay que tener presente el marco de desenvolvimiento europeo en el que la universidad española se halla inserta. Es importante desplegar todas las habilidades que ayuden a los alumnos a ilusionarse con la materia, a formular cuestiones y discusiones que a la vez contribuyan a que expongan de modo correcto sus planteamientos, a acceder a nuevos conocimientos a partir de recursos humanos externos a la disciplina, a adquirir nuevas destrezas de estudio y trabajo. En definitiva, poner a su disposición la gran variedad de medios que conforman la enseñanza.

El reto que se plantea al Máster en Ingeniería de Minas de la Universidad de Oviedo es proporcionar una especialización en el campo de los materiales, con el propósito principal de formar técnicos capaces de liderar en el futuro las innovaciones científicas y tecnológicas que surgirán en este área en continuo desarrollo y que constituyen, en muchas ocasiones, la base en la que se sustentan los avances en los diferentes sectores industriales.

Con el fin de no redundar en los conceptos vistos en el Grado en Ingeniería de Tecnologías Mineras al que se encuentra asociado este Máster, en concreto con la asignatura de tercer curso y segundo semestre “Tecnología Siderometalúrgica” de 6 créditos, donde se aborda de modo extensivo la Metalurgia Extractiva del Fe y acero siguiendo el proceso siderúrgico integral y via horno eléctrico, incluyendo el afino secundario y los procesos de colada continua, parece razonable que esta asignatura de máster, centre sus contenidos los procesos de deformación a alta temperatura de aceros, los tratamientos termomecánicos aplicables, los procesos de deformación en frío y de recristalización. En la asignatura de Ingeniería Metalúrgica se aborda la etapa final de la fabricación del acero en la que se integran las tecnologías de fabricación con las bases de la metalurgia física que le son de aplicación. En sí, los conceptos tratados, tienen un alcance multifuncional y a infinidad de sectores de aplicación. El acero ha contribuido notablemente al desarrollo y progreso de la humanidad y mantendrá sin duda su papel prioritario en el futuro.

El material metálico acero es una aleación del hierro con otros elementos no metálicos (carbono, silicio, fósforo, azufre, etc.) y metálicos (manganeso, titanio, cromo, níquel, molibdeno, etc.). El elemento más importante de aleación es el carbono y alterando entre límites estrictos su composición y la de los otros elementos de aleación, junto con otras variables imbricadas en la correlación entre microestructura-procesado en el estado sólido, pueden obtenerse las propiedades mecánicas deseadas del acero que se fabrica.

Las consideraciones técnicas, analizadas desde la Ciencia de la Ingeniería, no bastan para explicar los factores que determinan que un material sea elegido para una deter­minada aplicación. El campo de aplicación de cada material está en constante evolución y es función de una amplia variedad de criterios técnicos, económicos, industriales, sociales, culturales, geográficos e incluso políticos (regulaciones de todo tipo, incluidas las medioambientales). La utilización de un material vendrá determinada por su capacidad para cumplir, de acuerdo con los criterios antes aludidos, las funciones que el producto final requiere relacionadas con sus condiciones de diseño, fabricación, uso y el cada vez más importante aspecto de su disposición final (por ejemplo: su reciclaje).

Los materiales deberán cumplir funciones mecánicas o estructurales (resistencia, de­formación, desgaste, etc.), además de otras funciones técnicas (composición quími­ca, conductividad eléctrica, resistencia a la corrosión, aislamiento térmico o acústico, etc.) y de fabricación (maquinabilidad, ensamblaje, soldabilidad, conformación, etc.), así como funciones económicas (coste unitario, disponibilidad, coste de fabricación, estabilidad de suministro y coste, etc.) y de tipo socioeconómico (seguridad de uso, bajo consumo de energía, reciclabilidad, adaptación a los hábitos culturales, etc.).

La asignatura Ingeniería Metalúrgica, dentro de la memoria verifica, forma parte del módulo de Tecnología Específica y de la materia Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica. Esta asignatura obligatoria se imparte en el primer semestre del primer curso del Máster en Ingeniería de Minas.

No se exigen requisitos previos, pero se recomienda disponer de los conocimientos básicos relacionados con Ciencia y Tecnología de Materiales y, en particular, con los aportados por la asignatura Tecnología Siderometalúrgica del Grado en Ingeniería de Tecnologías Mineras.

El programa que se plantea en la asignatura de Ingeniería Metalúrgica tiene como objetivo proporcionar al alumno una formación lo más íntegra posible dentro de dicho campo, uniendo la formación científica y tecnológica, con la dimensión práctica de los contenidos de la asignatura.  Se pretende capacitar a los alumnos para dar las respuestas idóneas a las cuestiones que se les planteen dentro del campo de actividad del acero.

Las competencias  de la asignatura “Ingeniería Metalúrgica” se concretan del modo que sigue:

Resultados de aprendizaje.

RA14.1: Manejo de funciones y variables de la deformación en caliente, desarrollado en base a las siguientes competencias (CB6, CB7, CB8, CB9, CB10, CG1, CG2, CG4, CG10, CT1, CT2, CT3, CT5, CT6, CT7, CT8, CT9, CT11, CT12, CT13, CT14, CT15, CT16, CT17, CT18, CT19, CT21, CT22, CT23, CT24).

RA14.2: Conocimiento de los procesos de deformación en caliente (forja en caliente, laminación en caliente y extrusión), desarrollado en base a las siguientes competencias (CG1, CG2, CG10, CE13, CT1, CT2, CT3, CT5, CT6, CT7, CT8, CT9, CT11, CT12, CT13, CT14, CT15, CT16, CT17, CT18, CT19, CT21, CT22, CT23, CT24).

RA14.3: Conocimiento de los procesos de deformación en frío (laminación en frío y trefilado), desarrollado en base a las siguientes competencias (CG1, CG2, CG10, CE13, CT1, CT2, CT3, CT5, CT6, CT7, CT8, CT9, CT11, CT12, CT13, CT14, CT15, CT16, CT17, CT18, CT19, CT21, CT22, CT23, CT24).

RA14.4: Conocimiento de procesos de restauración y sus recocidos, desarrollado en base a las siguientes competencias (CG1, CG2, CG10, CG19, CE1, CT1, CT2, CT3, CT5, CT6, CT7, CT8, CT9, CT11, CT12, CT13, CT14, CT15, CT16, CT17, CT18, CT19, CT21, CT22, CT23, CT243).

RA14.5: Conocimientos de procesos recristalización estática primaria (recocido en campanas y recocido continuos), desarrollado en base a las siguientes competencias (CG1, CG2, CG10, CT1, CT2, CT3, CT5, CT6, CT7, CT8, CT9, CT11, CT12, CT13, CT14, CT15, CT16, CT17, CT18, CT19, CT21, CT22, CT23, CT24).

Los contenidos de la asignatura “Ingeniería Metalúrgica” se han organizado con arreglo a los siguientes temas, que se desarrollarán en este mismo orden:

Clases expositivas y prácticas de aula.

1.- Deformación a alta temperatura. Tensiones de fluencia en la deformación a alta temperatura. El conformado en caliente: mejoras por conformado en caliente. Tratamientos termomecánicos. Forja en Caliente. Laminación en Caliente. Extrusión.

2.- Procesos de conformado en frío: forja en frío; laminación en frío y trefilado.

3.- Etapas de la recristalización: Restauración y Recristalización primaria. Acritud y temperatura de recristalización. Consideraciones sobre la nucleación de los granos recristalizados. Efecto de las impurezas. Textura de recristalización primaria. Cinética de recristalización

4.- Crecimiento de grano recristalizado. Recristalización secundaria. Recristalización terciaria.

5.- Recocidos de Restauración. Recocidos de recristalización en campanas y continuos. Embutibilidad.

Los contenidos prácticos son:

1.- Cálculo de los parámetros de forja en caliente. Cálculo de los parámetros de laminación en caliente.

2.- Ejercicios prácticos de deformación en frío y recristalización.

3.- Procesos de conformado de chapa: doblado, embutición por contracción y embutición por estirado. Influencia de la anisotropía: coeficientes r, delta-r y n. Fabricación de latas de dos y tres cuerpos.

En función de la disponibilidad se podrán realizar una o dos visitas a las instalaciones de ArcelorMittal Asturias (u otras) que tendrán carácter obligatorio.

Se trata de uno de los apartados más importantes para que el documento final sea realmente una “guía docente”. Aquí deben detallarse la metodología que será empleada para alcanzar los resultados de aprendizaje junto con el plan de trabajo que tanto el equipo docente como los estudiantes van a desarrollar durante el curso. Por tanto, no se trata sólo de indicar las modalidades organizativas y los métodos docentes que se van a emplear sino de efectuar una planificación temporal en la que se contemplen el conjunto de actividades que serán realizadas.

De nuevo, las metodologías a emplear deben ser coherentes con las recogidas en la memoria de verificación para el módulo y/o materia a la que pertenece la asignatura. El cambio conceptual que supone la utilización de los créditos europeos debe quedar aquí plasmado mediante la especificación del volumen de trabajo detallado (medido en horas de estudiante) que se estima que será necesario. Si bien es conveniente entrar en un mayor grado de detalle (ver tablas más abajo), la distribución de horas y actividades deben ser coherentes con las establecidas en la memoria de verificación para el módulo y/o materia al que pertenece la asignatura.

Con objeto de facilitar y racionalizar la organización docente de la Universidad y de la asignatura, se ha realizado la distribución de sus contenidos con arreglo a la siguiente tipología actividades formativas y de modalidades docentes:

Para cada una de ellas debe preverse el número de horas requerido o estimado en función del número total de créditos europeos de la asignatura.

En las clases expositivas teóricas se expondrán, tanto globalmente como con detalle, los contenidos del programa. Dichas clases se complementarán con la realización de ejercicios prácticos y con las clases prácticas de laboratorio.

Las clases expositivas teóricas se impartirán en el aula y comprenden los bloques temáticos expuestos anteriormente. La segunda parte de la asignatura posee una dimensión práctica, en estas clases, también en el aula, se resolverán problemas prácticos relacionados con las clases teóricas. En ellas la metodología será dinámica, facilitando la relación de las clases teóricas con su dimensión práctica. Como tal, las prácticas de laboratorio no pueden desarrollarse por no disponer de un laboratorio para el desarrollo de la parte experimental, y se transforman en prácticas de aula y visitas a industrias. Se desarrollarán paralelamente a la teoría y los problemas.

Las técnicas docentes que se emplearán serán: proyección de PowerPoint, la pizarra, proyecciones de videos, etc.

En la tabla 1 se muestran los temas en los que se ha dividido la asignatura “Ingeniería Metalúrgica”, distribuidos temporalmente de acuerdo con las modalidades docentes citadas anteriormente. Esta organización docente recoge también el orden de impartición de los diferentes temas que componen la asignatura. La tabla 2 da cuenta de la distribución horaria de la asignatura entre las diferentes modalidades docentes mencionadas.

Para cada una de ellas debe preverse el número de horas requerido o estimado en función del número total de créditos europeos de la asignatura.

Tabla 1. Distribución de los contenidos de la asignatura

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir actividades de docencia no presencial. En cuyo caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

La valoración del aprendizaje de los estudiantes se realizará mediante un sistema combinado de exámenes de carácter teórico o práctico, ejercicios, trabajos y exposiciones desarrolladas durante el curso, informes o exámenes sobre prácticas y la participación activa del alumno en el desarrollo de la asignatura.

La calificación de cada estudiante no podrá ser inferior al 35 % de su valor máximo en cada uno de los aspectos contemplados (3,5 puntos sobre un total de 10 puntos en el examen escrito).

Tanto en la evaluación en la convocatoria ordinaria como extraordinaria se seguirá los mismos criterios, establecidos anteriormente. No obstante, será requisito necesario la asistencia a la totalidad de las PLs diseñadas como salidas de campo. De no asistir a la totalidad a dichas salidas de campo deberá realizar un examen de estas, siendo su ponderación del 20% sobre la nota global (el 80% de la nota corresponde a la prueba escrita sobre CE+PA)

Los estudiantes sometidos al régimen de evaluación diferenciada serán evaluados mediante un examen escrito final sobre los contenidos teóricos y prácticos explicados en las clases expositivas, prácticas de aula y en concreto de las prácticas de laboratorio (examen sobre las salidas de campo). El examen escrito de CE y PA del 70% y el de las salidas de campo PL del 30%.

En todas las pruebas escritas se penalizará la sintaxis o la ortografía incorrecta.

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir métodos de evaluación no presencial. En cuyo caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

En aquellos temas en que sea posible se utilizará un conjunto de ejercicios o problemas disponible con sus soluciones, para ayudar a comprender o a reafirmar la teoría. Parte de los problemas se desarrollarán en las clases prácticas de aula y otra parte deberá ser resuelta a lo largo del curso por los estudiantes y formará parte de su trabajo individual.

Buena parte del material docente estará disponible para los alumnos en la aplicación Teams que da soporte a la asignatura. Además, el material expuesto en clase por los profesores también estará a disposición de los alumnos en dicha página web.

Para profundizar sus conocimientos los alumnos podrán hacer uso de los libros especializados que se exponen a continuación:

BIBLIOGRAFIA.

1.- Ciencia e Ingeniería de Materiales. Estructura, Transformaciones, Propiedades y Selección. José Antonio Pero-Sanz Elorz. Editorial CIE-Dossat. 5ª Edición.

2.- Aceros. Metalurgia Física, Selección y Diseño. José Antonio Pero-Sanz Elorz. Editorial CIE Inversiones Editoriales -Dossat 2000. 1ª Edición.

3.- The Science and Engineering of Materials. Donald R. Askeland. Chapman & Hall. Third Edition.

4.- Principles of Metal Manufacturing Processes. J. Beddoes and M.J. Bibby. Elsevier Butterworth-Heinemann, 2003.

5.- Operations and Basic Processes in Steelmaking. L.F. Verdeja, D. Fernández and J.I. Verdeja. Springer, 1^st edition (2021).

6.- Mechanical Metallurgy. G. E. Dieter. McGraw-Hill Book Company. 4^th edition.

7.- Materials Processing: A Unified Approach to Processing of Metals, Ceramics and Polymers. Lorraine F. Francis (University of Minnesota). Academic Press (Elsevier). First edition.

8.- Materials Science and Engineering: an Introduction. Callister Jr., William D., Rethwisch, David G. WileyPLUS. 10^th edition.

9.- Manufacturing Engineering and Technology. Serope Kalpakjian (Illiois Istitute of Technology). Addison-Wesley Publishing Company. Second Edition.

10.- Recrystallization and Related Annealing Phenomena. F.J. Humphreys and M. Hatherly. Pergamon Press. First edition (Second impression).

11.- Principles of Modern Manufacturing. Mikell P. Groover. Wiley. Fifth Edition.