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Máster Universitario en Ingeniería de Minas

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Ingeniería de Materiales Metálicos

Código asignatura
MINGMINA-2-001
Curso
Segundo
Temporalidad
Primer Semestre
Carácter
Obligatoria
Créditos
4.5
Pertenece al itinerario Bilingüe
No
Actividades
  • Prácticas de Aula/Semina (4 Hours)
  • Prácticas de Laboratorio (12 Hours)
  • Clases Expositivas (18 Hours)
Guía docente

La asignatura de la titulación de Master en Ingeniería de Minas de la Universidad de Oviedo, denominada “Ingeniería de Materiales Metálicos” es una asignatura obligatoria, dada la importancia que tienen los diferentes materiales metálicos que se utilizan en ingeniería para realizar todo tipo de componentes y dispositivos, así como la importancia que tiene saber el ámbito de aplicación de los materiales metálicos y los métodos para mejorar sus propiedades.

Es una asignatura que se inscribe dentro de la materia de “Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica”, perteneciente al módulo “de Tecnología Específica”. Esta asignatura se imparte en el primer semestre del segundo curso del Master.

La relación con otras asignaturas del Grado (GITEMI), es como sigue:

  • “Estructura y Propiedades de los Materiales” (2º curso, 2º semestre). Donde se abordan los conceptos básicos de la solidificación convencional cuya ampliación se produce en esta.
  • “Tecnología de los Materiales” (3er curso, 2º semestre). Primer contacto con aceros, fundiciones y aleaciones no férreas, todos ellos materiales metálicos.

Y en cuanto a la relación con otras asignaturas del Master (MINGMINA), se establecen como más importantes las siguientes:

  • “Selección de Materiales” (2º curso, 2º semestre). Dónde se hace un uso intensivo de las propiedades de materiales metálicos en el dominio de las aplicaciones.
  • “Nuevos Materiales y Procesos” (2º curso, 2º semestre), en la que se abordan los comportamientos frente a deformación en distintos procesos de conformado.

Para cursar la asignatura no existe ningún requisito previo como norma general, no obstante es altamente recomendable que el estudiante poseyera de forma previa a cursar la misma, conocimientos sobre:

  • la asignatura de Ciencia de los Materiales (ó asignatura similar, vid. “Estructura y Propiedades de los Materiales”,…), preferiblemente haber cursado y superado un examen la misma.
  • la asignatura de Ingeniería de los Materiales (ó asignatura similar, vid. “Tecnología de los Materiales”,…), preferiblemente haber cursado y superado la misma.

Las competencias trabajadas en la asignatura serán:

  • CB6 Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  • CB7 Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
  • CB8 Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas ala aplicación de sus conocimientos y juicios
  • CB9 Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
  • CB10 Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo
  • CG1 Capacitación científico-técnica y metodológica para el reciclaje continuo de conocimientos y el ejercicio de las funciones profesionales de asesoría, análisis, diseño, cálculo, proyecto, planificación, dirección, gestión, construcción, mantenimiento, conservación y explotación en sus campos de actividad.
  • CG2 Comprensión de los múltiples condicionamientos de carácter técnico, legal y de la propiedad que se plantean en el proyecto de una planta o instalación, y capacidad para establecer diferentes alternativas válidas, elegir la óptima y plasmarla adecuadamente, previendo los problemas de su desarrollo, y empleando los métodos y tecnologías más adecuadas, tanto tradicionales como innovadores, con la finalidad de conseguir la mayor eficacia y favorecer el progreso y un desarrollo de la sociedad sostenible y respetuoso con el medio ambiente.
  • CG4 Conocimiento de la profesión de Ingeniero de Minas y de las actividades que sepueden realizar en el ámbito de la misma.
  • CG10 Capacidad para planificar, diseñar y gestionar instalaciones de beneficio de recursos minerales y plantas metalúrgicas, siderúrgicas e industrias de materiales de construcción.
  • CG19 Capacidad para planificar, diseñar y gestionar plantas e instalaciones de materiales metálicos, cerámicos, sinterizados, refractarios y otros.
  • CE13 Capacidad para planificar, diseñar y gestionar instalaciones de tratamientos de recursos minerales, plantas metalúrgicas, siderúrgicas e industrias de materiales de construcción, incluyendo materiales metálicos, cerámicos, sinterizados, refractarios y otros.
  • CT1 - Capacidad de análisis y síntesis.
  • CT3 - Comunicación oral y escrita en la lengua nativa
  • CT6 - Capacidad de gestión de la información
  • CT7 - Resolución de problemas complejos
  • CT8 - Toma de decisiones
  • CT12 - Razonamiento crítico, así como capacidad para interpretar datos y manejar conceptos complejos
  • CT14 - Aprendizaje autónomo, así como capacidad para estar al día y reconocer la importancia de la formación continua propia
  • CT15 - Adaptación a nuevas situaciones y contextos diversos e internacionales
  • CT16 - Motivación por la calidad, así como capacidad para manejar y desarrollar códigos de buenas prácticas y normas
  • CT19 - Capacidades directivas
  • CT21 - Capacidad para interrelacionar los conocimientos de las distintas especialidades del ámbito de formación, así como desarrollar destrezas para llevar a cabo investigaciones experimentales.
  • CT22 - Iniciativa y espíritu emprendedor
  • CT23 - Creatividad e innovación
  • CT24 - Capacidad para gestionar de forma óptima el tiempo de trabajo y organizar los recursos disponibles.

Estas competencias darán lugar a los siguientes resultados del aprendizaje:

  • RA15.1: Conocer los mecanismos de endurecimiento de aleaciones metálicas en frío de los principales materiales metálicos, establecidos a partir de la microestructura, desarrollado en base a las siguientes competencias (CB6, CB7, CB8, CB9, CB10, CG1, CG2, CG4, CG10, CG19, CT1, CT3, CT6, CT7, CT8, CT12, CT14, CT15, CT16, CT19, CT21, CT22, CT23, CT24).
  • RA15.2: Conocer la importancia de las condiciones de solidificación en materiales metálicos y sus aleaciones, y su implicación en su comportamien- to en servicio, así como de los mecanismos correctores de las microestructuras de solidificación, desarrollado en base a las siguientes competencias (CB6, CB7, CB8, CB9, CG2, CG4, CG10, CG19, CT1, CT3, CT6, CT7, CT8, CT12, CT14, CT15, CT16, CT19, CT21, CT22, CT23, CT24).
  • RA15.3: Conocer los tratamientos térmicos y termoquímicos de aplicación industrial, para la mejora de las propiedades masivas y de superficie de aleaciones metálicas, desarrollado en base a las siguientes competencias (CB6, CB7, CB8, CB9, CG2, CG4, CG10, CG19, CT1, CT3, CT6, CT7, CT8, CT12, CT14, CT15, CT16, CT19, CT21, CT22, CT23, CT24).
  • RA15.4: Saber aplicar los distintos materiales metálicos en diferentes entornos y conocer los criterios que permiten hacerlos intercambiables entre sí, desarrollado en base a las siguientes competencias (CB6, CB7, CB8, CB9, CG2, CG4, CG10, CG19, CE13, CT1, CT3, CT6, CT7, CT8, CT12, CT14, CT15, CT16, CT19, CT21, CT22, CT23, CT24).
  • RA15.5: Conocer el comportamiento frente a oxidación y corrosión de aleaciones metálicas, desarrollado en base a las siguientes competencias (CB6, CB7, CB8, CB9, CG2, CG4, CG10, CG19, CE13, CT1, CT3, CT6, CT7, CT8, CT12, CT14, CT15, CT16, CT19, CT21, CT22, CT23, CT24).

    Los contenidos abordados en esta asignatura, tal como establece la memoria de verificación del título, serán:

    1. Materiales férreos: Aceros. Fundiciones blancas y fundiciones grises no-aleadas.
    2. Materiales férreos: Fundiciones Grises aleadas. Fundiciones blancas aleadas.
    3. Materiales no férreos: Cobres. Latones. Bronces y cupro-aluminios.
    4. Materiales no férreos: Aleaciones ligeras: aleaciones de aluminio, titanio y magnesio.
    5. Aceros especiales: inoxidables, bonificables y de herramientas.
    6. Aleaciones de plomo. Aleaciones de estaño.

    Debe de suponerse aquí, que la docencia sobre Heterogeneidades Físicas y Heterogeneidades Químicas, resulta imperativo como preámbulo para poder:

    • comprender e interpretar las microestructuras y por tanto las propiedades y la modificación de las mismas con criterios de utilización, de las aleaciones metálicas que se abordarán en el curso.
    • ayudar a un repaso para algunos y una primera toma de contacto para otros, como deber inexcusable del docente para establecer un nivel base necesario, con abundantes ejemplos prácticos, al objeto de facultar la formación adecuada del alumnado.

    El detalle de las Prácticas de Laboratorio es como sigue, y las indicaciones entre paréntesis hacen referencia a la conveniencia de realizar prácticas de observación microscópica, OM, de probetas en laboratorio, aunque deberá quedar condicionado al número de alumnos, su formación previa y los medios disponibles en el laboratorio:

    Práctica 1: Metalografía de aceros (observación metalográfica en microscopio óptico de reflexión, y/ó ejercicios de metalografía cuantitativa).

    Práctica 2: Metalografía de fundiciones blancas no aleadas y de baja aleación (observación metalográfica en microscopio óptico de reflexión).

    Práctica 3: Metalografía de fundiciones grises no aleadas (Observación Metalográfica en microscopio óptico de reflexión, y/ó ejercicios de metalografía cuantitativa).

    Práctica 4: Metalografía de aleaciones Al-Si (observación metalográfica en microscopio óptico de reflexión).

    Práctica 5: Metalografía de aleaciones Al-Cu (observación metalográfica en microscopio óptico de reflexión).

    Práctica 6: Metalografía de Cobres Comerciales: Cu-O, Cu-P, Cu-Cr y Cu-Te (Observación Metalográfica en microscopio óptico de reflexión).

    Práctica 7: Metalografía de latones (observación metalográfica en microscopio óptico de reflexión).

    Práctica 8: Metalografía de bronces (observación metalográfica en microscopio óptico de reflexión).

    Puede quedar como trabajo grupal, el estudio y exposición de aleaciones no férreas de gran proyección:

    • Aceros Inoxidables: Ferríticos, Austeníticos, Martensíticos, Austeno-Ferríticos, y Aceros PH.
    • Aceros Bonificables.
    • Aceros de Herramientas.
    • Aleaciones de Titanio y Aleaciones de Magnesio.

    En cuanto a las aleaciones de Pb y de Sn, estas se analizan con mucho detalle en el Grado GITEMI, asignatura de “Estructura y Propiedades de los Materiales” (ó su equivalente en “Ciencia de los Materiales”), a propósito de la explicación de diagramas de fase con solubilidad parcial y afinidad eutéctica.

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

    • Presenciales: 34 h.
      • Clases expositivas: 18 h.
      • Prácticas de aula: 4 h.
      • Prácticas de laboratorio: 12 h.
    • No presenciales: 78.5 h.
      • Trabajo individual: 78.5 h.

    Las clases expositivas, en las que el profesor desarrolla los contenidos teóricos de la asignatura, se complementarán con la realización de ejercicios prácticos que serán planteados por el profesor, algunos en las propias clases expositivas y otros en las clases prácticas de aula, con objeto de que, en este último caso, una vez realizado algún ejemplo concreto por el profesor, sean finalmente los alumnos los que resuelvan los ejercicios seleccionados.

    También se llevarán a cabo unas clases prácticas de laboratorio, que serán desarrolladas en el aula de informática o si existiese disponibilidad de medios materiales y humanos, en el Laboratorio de Metalotecnia (2ª planta EIMEM)

    Todo ello suma un total de 112.5 h.

    De modo 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 estructura de la tabla adjunta esquematiza la Metodología y el Plan de Trabajo se esquematiza en la tabla a continuación:

    Temas

    Horas

    totales

    Clases

    Expositivas

    Prácticas

    de aula/

    Seminarios

    Prácticas

    de laboratorio

    Tutorías

    Grupales

    Sesiones

    Evaluación

    Total

    Presencial

    Trabajo

    Grupo

    Trabajo Autónomo

    Total

    No

    Presencial

    Tema 1

    Heterogeneidades físicas en la solidificación

    19

    8

    1

    0

    0

    0

    9

    0

    10

    10

    Tema 2

    Heterogeneidades Químicas en la solidificación

    28

    10

    3

    0

    0

    0

    13

    0

    15

    15

    Tema 3

    Metalografía de Aceros

    11

    0

    0

    2

    0

    0

    2

    9

    0

    9

    Tema 4

    Metalografía de Fundiciones Blancas binarias y de baja aleación.

    5.5

    0

    0

    1

    0

    0

    1

    4.5

    0

    4.5

    Tema 5

    Metalografía de Fundiciones Grises binarias

    5.5

    0

    0

    1

    0

    0

    1

    4.5

    0

    4.5

    Tema 6

    Metalografía de aleaciones de Al colables: aleaciones Al-Si para moldeo

    5.5

    0

    0

    1

    0

    0

    1

    4.5

    0

    4.5

    Tema 7

    Metalografía de aleaciones de Al tratables térrmicamente: aleaciones Al-Cu de endurecimiento estructural

    5.5

    0

    0

    1

    0

    0

    1

    4.5

    0

    4.5

    Tema 8

    Cobres: Cu-O, Cu-P, Cu-Cr y Cu-Te

    9.5

    0

    0

    2

    0

    0

    2

    7.5

    0

    7.5

    Tema 7

    Latones

    11.5

    0

    0

    2

    0

    0

    2

    9.5

    0

    9.5

    Tema 8

    Bronces

    11.5

    0

    0

    2

    0

    0

    2

    9.5

    0

    9.5

    Total

    112.5

    18

    4

    12

    0

    0

    34

    53.5

    25

    78.5

    Se valorará positivamente en la evaluación final, la presencia de los alumnos a las distintas modalidades de clase expuestas mediante el pase de lista. Con objeto de poder llevar a cabo una evaluación continua del aprendizaje de los estudiantes a lo largo de todo el curso, el alumno deberá conservar los ejercicios que se vayan proponiendo para su resolución y los guiones de las prácticas resueltos.

    Se realizará un examen final sobre el contenido completo del curso, que incluirá ejercicios, preguntas de teoría y preguntas sobre los contenidos de las clases prácticas de laboratorio. Para el aprobado de la asignatura se exigirá una nota mínima de 5 (cinco sobre diez) en el examen final.

    Resumen de la evaluación del aprendizaje de la asignatura:

    • Exámenes de carácter teórico-práctico: 60%
    • Ejercicios Propuestos y otras pruebas escritas: 15%
    • Pruebas Orales (individual, en grupo, presentación de temas-trabajos, etc.): 0%
    • Trabajos y Proyectos: 0%
    • Informes/Memoria de Prácticas: 25% (5% entrega Cuestionario Resuelto; 20% prueba sobre los contenidos)

    Para poder optar por el sistema de calificación anterior –no diferenciada-, se requerirá un porcentaje de asistencias superior al 90% tanto para las clases teórico-prácticas como para la docencia de prácticas de laboratorio (de modo individual y no en modo conjunto).

    Los alumnos que no hubieran alcanzado el aprobado en esta convocatoria podrán presentarse a las convocatorias extraordinarias a las que tuvieran derecho, que consistirán en la realización de un examen sobre el contenido completo del curso, que incluirá ejercicios, preguntas de teoría y preguntas sobre los contenidos de las clases prácticas de laboratorio. La superación de la asignatura en estos exámenes exigirá una calificación mínima de 5 puntos sobre un total de 10 (cinco sobre diez).

    En el caso de los alumnos que se acogen al régimen de evaluación diferenciada, se realizará un examen teórico-práctico final sobre los contenidos teóricos y prácticos explicados en las clases expositivas, prácticas de aula y laboratorio.

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

    De modo 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.

    Bibliografía Básica

    • Pero-Sanz, J. A., Ciencia e Ingeniería de Materiales, Edit. Dossat, S.A., 2000
    • Pero-Sanz, J. A., Fundiciones férreas, Edit. Dossat S.A., 2000, 1994.
    • Pero-Sanz, J. A., Aceros, Edit. Dossat S.A., 2000, 2004.
    • Russel A.M. & Lee K.L., Structure-Property Relationships in Nonferrous metals, Ed. John Wiley & Sons Inc., 2005.
    • http://www.unioviedo.es/sid-met-mat/Metalicos.htm

    Bibliografía Complementaria

    • Polmear I.J., Light Alloys. Metallurgy of the Light Metals (third ed.), Ed. Arnold, 1995.
    • Honeycombe R.W.K. & Bhadeshia H.K.D.H., Steel: Microstructure and Properties (second ed.), Ed. Edward Arnold, 1995.
    • Beddoes J. & Gordon Parr J., Introduction to Stainless Steels, Ed. ASM International, 1998.
    • Callister W.D., Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales, Vol. 1 y 2, Ed. Reverté, Barcelona, 1995.
    • Askeland D.R., Ciencia e ingeniería de los materiales, Paraninfo Thomson Learning, 2001.Smith W.F., Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales, Mc Graw-Hill Interamericana, 2004.

    Bibliografía Adicional

    • Ashby M.F., Jones D.R.H., Materiales para Ingeniería 1, Edit. Reverté, 2008.
    • Ashby M.F., Jones D.R.H., Materiales para Ingeniería 2, Edit. Reverté, 2008.
    • Reed-Hill, R.e., and Abbaschian R., Physical Metallurgy Principles (3rd edition), PWS Publishing Company, 1992.

    Adicionalmente podrán existir recursos a disposición del estudiante en el Campus Virtual de la Universidad ó fotocopias repartidas en clase por el profesor.Por ejemplo los recursos disponibles que "cuelgan" de la red corporativa de la Universidad de Oviedo en sid-met-mat.