Carlos del Campo Díaz

- Conocer la terminología propia de la materia.
- Comprender las interrelaciones estructura-procesado-propiedades-función de
las diferentes aleaciones férreas.
- Conocer las aleaciones férreas de mayor interés tecnológico.
- Explicar y calcular, usando diagramas, esquemas y expresiones, los valores de
las principales propiedades de las aleaciones.
- Describir la microestructura de los aceros.
- Describir la metodología para la realización de ensayos de materiales y
aplicarla. Interpretar las medidas obtenidas en dichos ensayos.
- Tomar conciencia del papel de la Metalurgia y de su valor para ellos en el
futuro.

PROGRAMA DE TEORÍA:

I Metalurgia general

1. Introducción a la metalurgia.

Metales y aleaciones metálicas. Propiedades características. Enlace metálico y
estructura cristalina. Polimorfismo y alotropía. Sistema de cristalización
cúbico centrado en el cuerpo. Número de coordinación y factor de
empaquetamiento. Sistema de cristalización cúbico centrado en las caras. Número
de coordinación y factor de empaquetamiento. Sistema de cristalización
hexagonal compacto. Número de coordinación y factor de empaquetamiento.
Densidad. Distancia interplanar. Densidad atómica planar. Densidad atómica
lineal.

2. Estructuras y geometría cristalina.

Coordenadas de las posiciones atómicas en la celda unitaria cúbica y en la
hexagonal. Direcciones en la celda unitaria cúbica y en la hexagonal. Planos en
la celda unitaria cúbica y en la hexagonal. Indices de Millar. Mecanismo de
cristalización. Imperfecciones en las redes cristalinas. Solidificación.
Macrodefectos. Tamaño de grano.

3. Deformación plástica.

Deformación plástica en un monocristal. Deformación por deslizamiento.
Mecanismo de deslizamiento. Deformación por maclaje. Diferencias entre
deslizamiento y maclaje. Deslizamiento, maclaje y rotura. Deformación plástica
en un material policristalino. Acritud. Efecto de la deformación en frío sobre
las propiedades.

4. Recocido y deformación en caliente.

Restauración y recuperación. Recristalización. Temperatura de recristalización.
Crecimiento de grano. Factores que influyen sobre el tamaño de grano en el
recocido. Efecto del recocido sobre las propiedades. Deformación en caliente y
deformación en frío.

5. Constitución de las aleaciones.

Aleación. Clasificación de las aleaciones. Metales puros. Fase intermedia de
una aleación o compuesto. Soluciones sólidas. Solución sólida sustitucional.
Solución sólida intersticial.


II. Aceros al carbono

6. Aleaciones férreas.

El hierro puro y los tratamientos siderúrgicos. Diagrama de equilibrio del
sistema Fe-C. Los aceros en estado de equilibrio: fases y estructuras
microscópicas. Solubilidad del carbono en el hierro. Enfriamiento lento de
varios aceros. Clasificación de los aceros. Efecto de la presencia de otros
elementos.

7. Tratamientos térmicos de los aceros.

Clasificación de los tratamientos térmicos. Calentamiento: temperatura y
velocidad. Tiempo de permanencia. Enfriamiento: velocidad. Temple.
Transformación martensítica. Ciclo térmico de temple. Temple de los aceros hipo
e hipereutectoides. Templabilidad. Mecanismo de eliminación de calor. Medios de
enfriamiento más empleados. Tensiones de temple. Influencia de los elementos de
aleación. Revenido. Transformación en el revenido. Influencia de los elementos
de aleación. Fragilidad. Recocido. Recocido de regeneración, de ablandamiento,
contra acritud, de estabilización. Normalizado. Tratamientos isotérmicos.
Recocido isotérmico. Austempering. Martempering. Tratamientos térmicos
superficiales.

8. Aceros al carbono y al carbono-manganeso.

Aceros comunes. Composición química. Características mecánicas de los aceros al
carbono de construcción. Influencia del contenido de carbono sobre las
características mecánicas. Influencia del contenido de manganeso sobre las
características mecánicas. Influencia del espesor de la pieza, de la
temperatura, de la acritud y del envejecimiento en las características de estos
aceros. Tratamientos térmicos más utilizados. Tipos de aceros al carbono.
Composición química. Temperaturas de tratamiento térmico. Utilización.
Selección de los aceros al carbono. Aceros de fácil mecanización.

III. Aceros aleados

9. Aceros microaleados.

Mecanismos para mejorar la resistencia mecánica en los aceros. Efecto de los
elementos de aleación. Tratamiento termomecánico. Control del tamaño de grano.
Fenómeno de pinzamiento. Endurecimiento por precipitación. Laminación
controlada. Temperatura de desbaste y acabado. Aceros HSLA. Tipos. Composición
química.

10. Aceros de media aleación de gran resistencia.

Ventajas e inconvenientes de los aceros aleados. Elementos de aleación.
Características mecánicas. Tratamientos térmicos. Clasificación de los aceros
aleados de gran resistencia. Composiciones químicas y aplicaciones.

11. Aceros al Cr-Mo resistentes a la termofluencia.

Comportamiento de los aceros a temperaturas elevadas. Fenómeno de Creep. Aceros
al Cr-Mo. Composición química. Características mecánicas y tratamientos
térmicos de suministro. Aplicaciones. Fragilización térmica. Ensayo de
resistencia al Creep. Construcción de las curvas de Creep.

12. Aceros al Ni para uso criogénico.

Introducción. Resiliencia. Influencia de los elementos de aleación en los
valores de la resiliencia y en la temperatura de transición. Aceros al carbono
de grano fino. Composición química y características mecánicas. Tratamientos
térmicos y aplicaciones. Aceros al Ni (1.5, 3.5, 5 y 9%). Composición química y
características mecánicas. Tratamientos térmicos y aplicaciones.

13. Aceros para herramientas.

Características deseables en los aceros para herramientas. Clasificación.
Aceros al carbono para herramientas. Composición química y tratamientos
térmicos. Aceros aleados para herramientas. Composición química y tratamientos
térmicos. Aceros para herramientas de choque. Composición química y
tratamientos térmicos. Aceros para trabajos en caliente. Composición química y
tratamientos térmicos. Aceros para herramientas de corte. Composición química y
tratamientos térmicos. Aceros rápidos. Composición química y tratamientos
térmicos.

14. Aceros de alta aleación. Aceros inoxidables.

Introducción. Efecto de los elementos de aleación y su influencia sobre la
estructura. Diagramas de Schaeffler y de Delong. Aceros martensíticos.
Composición química, propiedades y tratamientos térmicos. Aceros ferríticos.
Composición química, propiedades y tratamientos térmicos. Aceros austeníticos.
Composición química, propiedades y tratamientos térmicos. Aceros
austenoferríticos (dúplex). Aceros de endurecimiento por precipitación.
Precipitados y fases intermedias. Corrosión intergranular.


PROGRAMA DE PRÁCTICAS:

I. Ensayos mecánicos y tecnológicos

1. Ensayos mecánicos

1.1. Dureza. Métodos Brinnel, Vickers y Rockwell.
1.2. Resiliencia. Ensayo Charpy.
1.3. Tracción.
1.4. Fatiga.

2. Ensayos tecnológicos

2.1. Embutición. Ensayo Erichsen.
2.2. Doblado. Plegado simple. Aplastamiento de tubos.

II. Metalografía

3.1. Preparación metalográfica. Desbaste, pulido y ataque.
3.2. Microscopía óptica. Microscopio metalúrgico.
3.3. Determinación del tamaño de grano: métodos de comparación, intercepción y
planimétrico.
3.4. Determinación del contenido de inclusiones o de fases presentes.
3.5. Revelado y observación de estructuras: aceros y fundiciones.

Basada en clases expositivas participativas, complementadas con clases de
resolución de ejercicios y clases prácticas de laboratorio, y apoyadas con
actividades de aprendizaje dirigido.
No deben obviarse, por otra parte, las tutorías como estrategia de apoyo al
proceso de enseñanza-aprendizaje.

Nº de Horas (indicar total): 106

• Clases Teóricas: 24  
• Clases Prácticas: 12  
• Exposiciones y Seminarios:  
• Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
  • Colectivas: 2  
  • Individules:  
• Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
  • Con presencia del profesorado: 7  
  • Sin presencia del profesorado: 2  
• Otro Trabajo Personal Autónomo:
  • Horas de estudio: 45  
  • Preparación de Trabajo Personal: 10  
  • ...
     
• Realización de Exámenes:
  • Examen escrito: 4  
  • Exámenes orales (control del Trabajo Personal):  

Examen de prácticas. Evaluación de la asistencia y participación en las mismas.
Examen de teoría
Exposición de temas de teoría
Se realizará un examen de prácticas así como un examen de teoría. Se incluirán
preguntas teóricas (preguntas cortas y preguntas de desarrollo largo) y
problemas, al objeto de evaluar el grado de adquisición de las competencias a
desarrollar.
En las exposiciones de temas se valorará la claridad de la presentación y las
habilidades de comunicación, así como la participación en los debates
correspondientes.
La valoración de los anteriores criterios en la calificación final se efectuará
de la siguiente manera:
Nota de teoría: 60%
Nota de prácticas: 20%
Nota exposición: 20%

Callister, W.D. Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales.
Reverté. (2000).
Smith, W. Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. McGraw-
Hill. (1998).
Avner, S.H. Introducción a la metalurgia física. McGraw-Hill, 2ª ed. (1974).
Apraiz Barreiro, J. Tratamiento térmico de los aceros. Dossat. (1982).
Pero-Sanz Elorz, J.A. Ciencia e ingeniería de materiales, metalurgia física:
estructura y propiedades. Dossat (2000).
Carter, G.F. y Paul, D.E. Materials Science & Engineering. ASM Internacional.
(1992).
Askeland, D.R. Ciencia e ingeniería de los materiales. Paraninfo. (2001)