FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE INGENIERÍA MÉCANICA E INDUSTRIAL
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA
Programa de la Asignatura: CIENCIA DE MATERIALES I
Clave: 0098 Núm. de créditos: 10
Carrera: ING. MECÁNICO
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 96
Semestre: 5
Horas a la semana:
Teoría: 4 Obligatoria: SI
Prácticas: 2 Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO
El alumno adquirirá los elementos para una comprensión
teórica de las propiedades de los materiales, así como los pro-
cedimientos empleados para modificarlas. Conocerá la aplicación
de los conceptos sobre los materiales dentro del contexto de la
Ingeniería.
TEMAS
Núm: Nombre: Horas
I CIENCIA DE MATERIALES EN INGENIERIA 2
II LA ESTRUCTURAS DE LOS SOLIDOS PERFECTOS 10
III LA ESTRUCTURAS DE LOS SOLIDOS IMPERFECTOS Y SU RELACION
CON LA DEFORMACION PLASTICA 14
IV EQUILIBRIO 14
V CINETICA 12
VI PROPIEDADES MECANICAS DE LOS SOLIDOS 12
64
PRACTICAS DE LABORATORIO 32
96
ASIGNATURAS ANTECEDENTES :
QUÍMICA
TERMODINÁMICA
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
ASIGNATURAS CONSECUENTES :
METALURGÍA MECÁNICA
PROCESOS DE CONFORMADO DE LOS MATERIALES
PROCESOS DE CORTE DE LOS MATERIALES
DISEÑO, SELECCIÓN Y APLICACIÓN EN MATERIALES
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I CIENCIA DE MATERIALES EN INGENIERIA
ANTECEDENTES:
Ninguno
OBJETIVO:
El alumno conocerá la importancia de los materiales por medio
de un panorama general de las diversas aplicaciones que se
tienen tanto en la industria como en la vida cotidiana.
CONTENIDO:
I.1 Presentación del curso
I.2 Elementos de la ciencia de los materiales
I.3 Ciencia de materiales en el contexto
de la Ingeniería
II LA ESTRUCTURA DE LOS SOLIDOS PERFECTOS
ANTECEDENTES:
Química
Electricidad y Magnetismo.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá que las propiedades físicas de los
materiales a nivel microscópico, están influenciadas o
determinadas por el comportamiento a nivel atómico.
Entender el concepto de organización de los átomos en
estructuras ordenadas.
CONTENIDO:
II.1 Estructura electrónica del átomo
II.2 Estructura electrónica y propiedades
químicas
II.3 Fuerza y energía interatómica
II.4 Arreglo atómico
II.5 Notación cristalográfica
II.6 Análisis de estructuras cristalinas
II.7 Planos de deslizamiento y sistemas de
deslizamiento
III LA ESTRUCTURA DE LOS SOLIDOS IMPERFECTOS Y SU RELACION CON LA
DEFORMACION PLASTICA
ANTECEDENTES:
Química
OBJETIVO:
El alumno conocerá las irregularidades o defectos en el arreglo
de los átomos de los cristales, los cuales tienen efecto en el
comportamiento del material. Estudiará el desplazamiento de los
átomos en los cristales asociados con su deformación plástica.
CONTENIDO:
III.1 Defectos en sólidos cristalinos
III.2 Defectos en sólidos amorfos
III.3 Deformación teórica de los cristales
y el movimiento de las dislocaciones
III.4 Energía de una dislocación y vectores
estables de Burgers
III.5 Relación entre el movimiento de dislo-
cación y el flujo plástico
III.6 Generación de dislocaciones
IV. EQUILIBRIO
ANTECEDENTES:
Termodinámica
OBJETIVO:
El alumno averiguará la solubilidad en el estado sólido y en el
equilibrio. Comprenderá la representación de las fases que están
presentes en un sistema de materiales a varias temperaturas, pre-
siones y composiciones.
CONTENIDO:
IV.1 Equilibrio mecánico, térmico y químico
IV.2 Los materiales y las leyes de la Termo-
dinámica.
IV.3 Concentración en equilibrio de defectos
cristalinos
IV.4 Equilibrio de fases en sistemas únicos
y multicomponentes
IV.5 Reacciones invariantes
IV.6 Aplicación de los diagramas de equilibrio
de las aleaciones
IV.7 Diagramas de fase en cerámicos
V. CINETICA
ANTECEDENTES:
Química
OBJETIVO:
El alumno entenderá los mecanismos del movimiento de masa a
través de los sólidos, las leyes por las cuales se explican,
así como también las fuerzas motrices que promueven la trans-
formación en estado sólido y líquido, utilizando métodos con-
vencionales.
CONTENIDO:
V.1 Teoría de las variables de reacción
V.2 Difusión de átomos en sólidos
V.3 Procesos controlados por difusión-tra-
tamientos termoquímicos
V.4 Cinética de las transformaciones de fase
V.5 Transformaciones líquido-sólido
V.6 Transformaciones sólido-sólido-tratamien-
tos térmicos
V.7 Degradación de los materiales por el
medio ambiente
VI. PROPIEDADES MECANICAS DE LOS SOLIDOS
ANTECEDENTES:
Temas anteriores del curso
OBJETIVO:
El alumno se introducirá en los conceptos de fuerzas
y deformación para caracterizar el comportamiento de
los materiales bajo los diferentes tipos de cargas
mecánicas. Conocerá los principios de las principales
pruebas mecánicas, así como también la información que
se obtiene de esta.
CONTENIDO:
VI.1 Deformación elástica y distribución
de esfuerzos
VI.2 Relación de esfuerzo-deformación bajo
cargas uniaxiales.
VI.3 Deformación de los materiales a diversas
temperaturas
VI.4 Fractura en los materiales
VI.5 Otros medios de deformación en sólidos
cristalinos
TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACION:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase (X) Trabajos y tareas fuera del aula (X)
Ejercicios fuera del aula (X) Participación en clase (X)
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas ( )
Lecturas obligatorias (X) Otros:
Trabajo de investigación (X)
Prácticas de taller o laboratorio (X)
Prácticas de campo ( )
Otras:
BIBLIOGRAFIA
Texto Temas de la materia para los que se recomienda:
TEXTOS BASICOS
SHACKELFORD, James TODOS
"Introduction to Materials Science for Engineers"
Macmillan, 3a. ed
E.E.U.U., 1992
THORNTON, Peter A. y COLANGELO, Vito J. I, II, III, VI
"Ciencia de Materiales Para Ingeniería"
Prentice Hall
México, 1987
BARRET, Craeg TODOS
"The Principles of Engineering Materials"
Prentice Hall
E.E.U.U., 1973
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA
ASKELAND, Donald TODOS
"La Ciencia e Ingeniería de los Materiales"
Iberoamérica
México, 1987
AVNER, Sydney TODOS
Introducción a la Metalurgia Física
Mc Graw-Hill, 2a. Ed.
México, 1987
FLINN Richard A. y TROJAN Paul K. TODOS
"Materiales de Ingeniería y sus Aplicaciones"
Mc Graw-Hill
México, 1979
METALS HANDBOOK TODOS
VOLS. 1 - 17
A S M, 8a., 9a., 10a. ed.
Metals Park Ohio
E.E.U.U., 1989