Datos Identificativos 2024/25
Asignatura (*) Ciencia e Enxeñaría de Materiais Código 631G03009
Titulación
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 2º cuadrimestre
Primeiro Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Galego
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Ciencias da Navegación e Enxeñaría Mariña
Coordinación
Costa Rial, Ángel Martín
Correo electrónico
angel.costa@udc.es
Profesorado
Costa Rial, Ángel Martín
Garcia-Bustelo Garcia, Enrique Juan
Correo electrónico
angel.costa@udc.es
enrique.garcia-bustelo@udc.es
Web http://https://www.udc.es/
Descrición xeral Esta materia pretende establecer os principios básicos da Ciencia dos Materiais. Describir a estrutura cristalina dos materiais metálicos e as propiedades que dela derívanse. Estudo das aliaxes férreas e os seus tratamentos térmicos e termoquímicos. Estudo das aliaxes non férreas. Fundamentos da conformación metálica. Características fundamentais dos materiais poliméricos, cerámicos e compostos. Introdución á teoría da corrosión. Ensaios

Competencias / Resultados do título
Código Competencias / Resultados do título

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias / Resultados do título
Comprender o comportamento mecánico dos materiais. A6
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Coñecer como poden modificarse as propiedades dos materiais mediante procesos mecánicos e tratamentos térmicos. A6
A9
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Coñecer as técnicas básicas de caracterización estrutural dos materiais. A6
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Adquirir habilidades no manexo de diagramas e gráficos. A73
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Adquirir habilidade na realización de ensaios. A5
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Analizar os resultados obtidos e extraer conclusións dos mesmos. A5
A6
A73
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A80
A82
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A91
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B3
B4
B6
B14
B18
C1
C3
C5
C7
Ser capaz de aplicar normas de ensaios de materiais. A5
A9
A91
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Contidos
Temas Subtemas
1. INTRODUCCIÓN
1.1. Perspectiva histórica
1.2. Ciencia de los materiales e ingeniería
1.3. ¿Por qué estudiar Ciencia e Ingeniería de Materiales?
1.4. Clasificación de los materiales
1.5. Materiales avanzados
1.6. Necesidad de materiales modernos
1.7. Introducción a los materiales utilizados en la construcción naval

2. ESTRUCTURA ATÓMICA Y ENLACES INTERATÓMICOS
2.1. Introducción

Estructura atómica
2.2. Conceptos fundamentales
2.3. Los electrones en los átomos
2.4. La tabla periódica

Enlaces atómicos en sólidos
2.5. Fuerzas y energías de enlace
2.6. Enlaces interatómicos primarios
2.7. Enlace secundario o de van der Waals
2.8. Enlaces mixtos
2.9. Moléculas
2.10. Correlaciones entre tipo de enlace y clasificación
3. FUNDAMENTOS DE CRISTALOGRAFÍA 3.1. Introducción

Estructuras cristalinas
3.2. Conceptos fundamentales
3.3. Celdas unitarias
3.4. Sistemas cristalinos

Coordenadas cristalográficas, direcciones y planos
3.5. Coordenadas puntuales
3.6. Direcciones cristalográficas
3.7. Planos cristalográficos

Materiales cristalinos y no cristalinos
3.8. Monocristales
3.9. Materiales policristalinos
3.10. Anisotropía
3.11. Sólidos no cristalinos
4. ESTRUCTURA EN SÓLIDOS CRISTALINOS 4.1. Introducción

Estructuras metálicas cristalinas
4.2. Estructura cúbica centrada en las caras
4.3. Estructura cristalina cubica centrada en el cuerpo
4.4. Estructura cristalina hexagonal compacta
4.5. Cálculo de densidad en metales

Estructuras cristalinas en cerámicos
4.6. Geometrías en estructuras iónicas
4.7. Estructuras cristalinas tipo AX
4.8. Estructuras cristalinas tipo AmXp
4.9. Estructuras cristalinas tipo AmBnXp
4.10. Cálculos de densidad en cerámicos
4.11. Cerámicos de base silicato
4.12. Carbono
4.13. Cristalinidad en polímeros
4.14. Polimorfismo y alotropía
4.15. Disposiciones atómicas
4.16. Densidades lineales y planares
4.17. Estructuras cristalinas compactas

Difracción de rayos X: determinación de estructuras cristalinas
4.18. El fenómeno de la difracción
4.19. Difracción de rayos X y ley de Bragg
4.20. Técnicas de difracción
5. ESTRUCTURAS DE LOS POLÍMEROS 5.1. Introducción
5.2. Moléculas de hidrocarburos
5.3. Moléculas poliméricas
5.4. La química de moléculas poliméricas
5.5. Peso molecular
5.6. Forma molecular
5.7. Estructura molecular
5.8. Configuraciones moleculares
5.9. Polímeros termoplásticos y termoestables
5.10. Copolímeros
5.11. Cristales poliméricos
6. IMPERFECCIONES EN SÓLIDOS 6.1. Introducción

Defectos puntuales
6.2. Defectos puntuales en los metales
6.3. Defectos puntuales en cerámicos
6.4. Impurezas en sólidos
6.5. Defectos puntuales en polímeros
6.6. Especificaciones de composición

Imperfecciones diversas
6.7. Dislocaciones - defectos lineales
6.8. Defectos interfaciales
6.9. Defectos volumétricos
6.10. Vibraciones atómicas

El examen microscópico
6.11. Conceptos básicos de microscopía
6.12. Técnicas microscópicas
6.13. Determinación del tamaño de grano

7. DIFUSIÓN
7.1. Introducción
7.2. Mecanismos de difusión
7.3. Difusión en estado estacionario
7.4. Difusión en estado no estacionario
7.5. Factores de la difusión
7.6. Difusión en semiconductores
7.7. Otros tipos de difusión
7.8. Difusión en materiales iónicos y poliméricos
8. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS METALES 8.1. Introducción
8.2. Conceptos de tensión y deformación
8.3. Deformación elástica
8.4. Deformación plástica
8.5. Dureza

Variabilidad de propiedades y factores de diseño y seguridad
8.6. Variabilidad de las propiedades de materiales
8.7. Factores de diseño/seguridad
9. DISLOCACIONES Y MECANISMOS DE ENDURECIMIENTO
9.1. Introducción

Dislocaciones y deformación plástica
9.2. Conceptos fundamentales
9.3. Características de las dislocaciones
9.4. Sistemas de deslizamiento
9.5. Deslizamiento en monocristales
9.6. Deformación plástica de materiales policristalinos
9.7. Deformación por maclado

Mecanismos de endurecimiento en los metales
9.8. Endurecimiento por reducción del tamaño de grano
9.9. Endurecimiento por solución sólida
9.10. Endurecimiento por deformación

Recocido de recuperación, recristalización y crecimiento de grano
9.11. Recuperación (recocido de recuperación)
9.12. Recristalización
9.13. Crecimiento de grano
10. ROTURA
10.1. Introducción

Fractura
10.2. Fundamentos de fractura
10.3. Fractura dúctil
10.4. Fractura frágil
10.5. Principios de mecánica de la fractura

Concentración de tensiones

Tenacidad de fractura

Diseño basado en la mecánica de la fractura
10.6. Ensayos de tenacidad de fractura

Fatiga
10.7. Tensiones cíclicas
10.8. La curva S-N
10.9. Iniciación y propagación de fisuras
10.10. Factores que afectan a la vida a fatiga
10.11. Factores ambientales

Termofluencia
10.12. Fluencia generalizada
10.13. Efecto de la tensión y de la temperatura
10.14. Métodos de extrapolación de datos
10.15. Aleaciones para aplicaciones de alta temperatura
11. DIAGRAMA DE FASES 11.1. Introducción

Definiciones y conceptos fundamentales
11.2. Límite de solubilidad
11.3. Fases
11.4. Microestructura
11.5. Equilibrio de fases
11.6. Diagramas de fases unitarios (un componente)

Diagramas de fases binarios (dos componentes)
11.7. Sistemas isomorfos binarios
11.8. Interpretación de diagramas de fases
11.9. Desarrollo de microestructuras en aleaciones isomorfas
11.10. Propiedades mecánicas de aleaciones isomorfas
11.11. Sistemas eutécticos binarios
11.13. Desarrollo de microestructuras en aleaciones eutécticas
11.14. Diagramas de equilibrio con fases o compuestos intermedios
11.15. Reacciones eutectoide y peritéctica
11.16. Transformaciones de fases congruentes
11.17. Cerámicos y diagramas de fases ternarios
11.18. La regla de las fases de Gibbs

El sistema hierro-carbono
11.18. Diagrama de fases hierro-carburo de hierro (Fe-Fe3C)
11.19. Desarrollo de microestructuras en aleaciones hierro-carbono
11.20. Influencia de otros elementos de aleación
12. TRANSFORMACIONES DE FASE 12.1. Introducción

Transformaciones de fases
12.2. Conceptos fundamentales
12.3. Cinética de transformaciones de fase
12.4. Transformaciones metaestables frente a estados de equilibrio

Variaciones microestructurales y de propiedades en aleaciones hierro-carbono
12.5. Diagramas de transformación isotérmica
12.6. Diagramas de transformación por enfriamiento continuo
12.7. Comportamiento mecánico de aceros al carbono
12.8. Martensita revenida
12.9. Revisión de transformaciones de fase y propiedades mecánicas de los aceros
13. PROPIEDADES Y APLICACIONES DE LOS METALES 13.1. Introducción

Aleaciones férreas
13.2. Aceros
13.3. Fundiciones de hierro

Aleaciones no férreas
13.4. Cobre y sus aleaciones
13.5. Aluminio y sus aleaciones
13.6. Magnesio y sus aleaciones
13.7. Titanio y sus aleaciones
13.8. Metales refractarios
13.9. Superaleaciones
13.10. Metales nobles
13.11. Otras aleaciones no férreas
17. FABRICACIÓN Y PROCESADO DE MATERIALES EN INGENIERÍA 17.1. Introducción

Conformado de metales
17.2. Operaciones de hechurado
17.3. Moldeo
17.4. Otras técnicas

Tratamientos térmicos de los metales
17.5. Tratamientos de recocido
17.6. Tratamientos térmicos de los aceros
17.7. Endurecimiento por precipitación

Conformación y procesado de cerámicas
17.8. Conformación y procesado de vidrios y vitrocerámicas
17.9. Fabricación y procesado de productos de arcilla
17.10. Compactación de polvos
17.11. Moldeo en cinta

Síntesis y procesado de polímeros
17.12. Polimerización
17.13. Aditivos de los polímeros
17.14. Técnicas de conformado de plásticos
17.15. Fabricación de elastómeros
17.16. Fabricación de fibras y películas
18. CORROSIÓN Y DEGRADACIÓN DE LOS MATERIALES 18.1. Introducción

Corrosión de metales
18.2. Consideraciones electroquímicas
18.3. Velocidad de corrosión
18.4. Predicción de la velocidad de corrosión
18.5. Pasividad
18.6. Factores ambientales
18.7. Tipos de corrosión
18.8. Corrosión ambiental
18.9. Prevención de la corrosión
18.10. Oxidación

Corrosión en cerámicos

Degradación de polímeros
18.11. Hinchamiento y disolución
18.12. Rotura del enlace
18.13. Degradación por exposición a la intemperie

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias / Resultados Horas lectivas (presenciais e virtuais) Horas traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral A5 A6 A9 A73 A74 A80 A82 A86 A88 A91 A99 A100 B1 B2 B3 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 28 56 84
Solución de problemas A5 A6 A9 A73 A74 A80 A82 A86 A88 A91 A93 B1 B3 B4 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B14 B15 B16 B17 C1 C2 C3 16 32 48
Prácticas de laboratorio A5 A6 A9 A73 A74 A80 A82 A86 A88 A91 A93 A99 A100 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B17 B18 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 8 8 16
Proba obxectiva A5 A6 A9 A73 A74 A80 A82 A86 A88 A91 A93 A99 A100 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 2 0 2
 
Atención personalizada 0 0
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral - Programáronse 28 horas nas que o profesor expón na aula os aspectos máis relevantes de cada un dos temas recolleitos no contido da materia. Permitirá facer uso de expresións e terminoloxías científicas que transmiten coñecementos e expresións críticas, evitándose a memorización de desenvolvementos e expresións.

- O/A alumno/a tamén debe ser unha parte activa, expondo as súas dúbidas máis inmediatas ou aquelas que lle poidan xurdir posteriormente e resulten de interese para todo o grupo. Outras dúbidas que requiran unha maior atención e tempo consultaranse nas titorías fixadas para o efecto ou ben poñéndose de acordo co profesor.

- En calquera caso orientarase ao alumno sobre os contidos básicos da materia, sinalando aqueles apartados para traballar especificamente pola súa relevancia na titulación.
Solución de problemas - Exponse como unha participación interactiva en grupos. Permiten un seguimento directo tanto das capacidades de análises e sínteses como da organización e planificación temporal.

- Abarcarán especificamente aplicacións sobre cada un dos temas obxecto de estudo.
Prácticas de laboratorio
- Asistencia obrigatoria.

- Realizaranse no laboratorio de Materiais nos días e horas que estableza o correspondente calendario, en grupos reducidos.

- A non asistencia ás prácticas de laboratorio pódese suplir coa realización dun exame práctico relacionado coas prácticas ás que non se asistiu.
Proba obxectiva - Consistirá na realización dun exame escrito que versará sobre aqueles contidos traballados ao longo do curso.

- A valoración dos apartados contidos na proba recollerase na mesma.

Atención personalizada
Metodoloxías
Sesión maxistral
Solución de problemas
Prácticas de laboratorio
Proba obxectiva
Descrición
- Realizarase na aula como resposta ás posibles dúbidas ou dificultades de aprendizaxe, expostas directamente polo/a alumno/a e que requiran respostas inmediatas.

- Atenderase na aula ou ben no Despacho do Profesor, sempre que o requira o/a alumno/a ou ben se trate de titorías concertadas ao obxecto de detectar posibles erros de aprendizaxe e as dificultades propias do estudo individualizado.

- A asistencia e atención titorial individual ou ben en grupo considérase de gran importancia para todos os/as alumnos/as que participen activamente no desenvolvemento da materia, non limitándose á realización dun único exame de control. Considérase como a mellor maneira de verificar as dificultades e avaliar a evolución do/a alumno/a.

Avaliación
Metodoloxías Competencias / Resultados Descrición Cualificación
Prácticas de laboratorio A5 A6 A9 A73 A74 A80 A82 A86 A88 A91 A93 A99 A100 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B17 B18 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 - Esta valoración será un 10% da nota final.

A non asistencia ás prácticas de laboratorio pódese suplir coa realización dun exame práctico relacionado coas prácticas ás que non se asistiu.
10
Proba obxectiva A5 A6 A9 A73 A74 A80 A82 A86 A88 A91 A93 A99 A100 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 - Terá carácter obrigatorio.

- Avaliación de coñecementos e comprensión dos contidos básicos da materia, considerando as habilidades e destrezas do/a alumno/a, as súas estratexias e formulacións na resolución de problemas.

- Valorarase a capacidade para analizar, axuizar e resolver adecuadamente problemas puntuais.

Os/as alumnos/as que teñan solicitada a dedicación a tempo parcial e recoñecida dispénsaa académica de exención de asistencia, así como os alumnos repetidores, se así o desexan poderán realizar como única avaliación a proba obxectiva, puntuando esta sobre 10.
90
 
Observacións avaliación
Os alumnos que teñan, tanto solicitada como recoñecida, a dedicación a tempo parcial e dispensa académica de exención de asistencia, así como os alumnos repetidores, se así o desexan poderán realizar como única avaliación a proba obxectiva, puntuando esta sobre 10.

"A
realización fraudulenta das probas ou actividades de avaliación, unha
vez comprobada, implicará directamente a cualificación de suspenso na
convocatoria en que se cometa: o/a estudante será cualificado con
“suspenso” (nota numérica 0) na convocatoria correspondente do curso
académico, tanto se a comisión da falta se produce na primeira
oportunidade como na segunda. Para isto, procederase a modificar a súa
cualificación na acta de primeira oportunidade, se fose necesario".

Fontes de información
Bibliografía básica A. Güemes Gordo, N. Martín Piris (2012). Ciencia de materiales para ingenieros. Pearson Educación S.A.
John Wiley & Sons, Inc. (2018). Ciencia e Ingeniería de Materiales. Segunda edición. Editorial Reverte, S.A.
J.J. Zárate, S. Meza Sánchez, J.J. Jaramillo Martínez (2016). Ciencia y Tecnología de Materiales. Grupo Editorial Éxodo
J.F. Shackelford (2007). Introducción a la ciencia de materiales para ingenieros. Pearson Educación S.A.

Bibliografía complementaria


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Química/631G03002
Matemáticas I/631G03001
Física I/631G03003

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario
Tecnoloxía Mecánica e Mecanismos/631G03029
Construción Naval e Estabilidade do Buque/631G03018
Mecánica e Resistencia de Materiais/631G03013

Observacións


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías