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Página 5 de 22 . . TECNOLOGÍA SUPERIOR EN MECÁNICA INDUSTRIAL MIN-202: CIENCIA DE MATERIALES PERIODO LECTIVO 2021 – I INFORMACIÓN GENERAL PERÍODO ACADÉMICO Segundo NÚMERO DE HORAS PARALELO/JORNADA B/Matutina POR SEMANA 4 MODALIDAD Presencial TOTALES 126 TIPO DE ASIGNATURA Articuladora de saberes DOCENCIA 54 ÁREA RESPONSABLE Mecánica Industrial PRÁCTICO 18 DOCENTE Ing. Fernando Santillán AUTÓNOMO 54 PRERREQUISITOS CORREQUISITOS CÓDIGO ASIGNATURA CÓDIGO ASIGNATURA DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA Ciencia de materiales estudia las relaciones entre la microestructura, composición, desempeño, síntesis y procesamiento de los materiales existentes en la industria y establece el funcionamiento o aplicación de un material o dispositivo en base a estas relaciones. La utilización de diversos materiales utilizados en la industria y en la vida cotidiana, hace que sean objeto del estudio para que el profesional este en la capacidad de elegir el más apropiado para una aplicación específica, tomando en consideración sus propiedades, la relación costo beneficio, las técnicas de procesado, técnicas de ensayo y prueba. Ciencia de materiales una asignatura teórica e interdisciplinaria que permite establecer la funcionalidad de los materiales para determinada aplicación, mediante la comprensión de su estructura, tanto en su composición general, así como en su estructura a nivel atómico; y los cambios que se producen a este nivel según la síntesis y procesamiento que reciban. Se aplican conocimientos técnicos de química, física y calculo; a la vez que se desarrolla la capacidad de análisis y toma de decisiones. OBJETIVO GENERAL Establecer el funcionamiento y la aplicación de los diversos materiales en la industria, mediante el análisis de las relaciones entre la microestructura, composición, desempeño, síntesis y procesamiento de estos; para optimizar recursos y obtener el mayor costo-beneficio en el diseño y fabricación de productos. EJES TRANSVERSALES Formación humana y social Investigación e innovación Manejo de Informática y nuevas tecnologías Información y comunicación Emprendimiento Igualdad de género Igualdad de pueblos, nacionalidades e interculturalidad Conciencia ecológica Página 2 de 22 . UNIDADES DE COMPETENCIA / PROCESOS ELEMENTOS DE COMPETENCIA / SUBPROCESOS RESULTADOS DE APRENDIZAJE / ACTIVIDADES RELACIÓN DE LOS RESULTADOS DE APRENDIZAJE CON EL PERFIL DE EGRESO DE LA CARRERA 1. Analizar de manera eficaz la microestructura y composición de los materiales, mediante conceptos químicos y metalográficas, para deducir las propiedades y comportamiento que tendrán dichos materiales según diagramas de fases, catálogos y libros. 1.1. Determinar la organización y estructura atómica de cada elemento de la materia, mediante el uso correcto la tabla periódica. 1.1.1. Interpreta de manera adecuada la información presente para cada elemento en la tabla periódica. Comprueba magnitudes mecánicas y físicas y las utiliza en el ámbito de su profesión. 1.1.2. Determina la estructura electrónica del átomo, por la comprensión de las partículas subatómicas existentes. 1.1.3. Asocia el tipo de enlace atómico presente en un elemento con su comportamiento mediante ejercicios prácticos. 1.2. Distinguir la estructura cristalina de los materiales y las características que está determina en los mismos de manera eficiente en base a diagrama de estados de la materia. 1.2.1. Relaciona las imperfecciones cristalinas con los efectos en las propiedades de los materiales realizando maquetas. Realizar tareas relacionadas con la separación y transformación en frío o térmica. 1.3. Analizar los estados de los materiales, comprendiendo los elementos y variables presentes en los mismos, según el material y número de fases presentes en el diagrama. 1.3.1. Interpreta un diagrama de fases de un solo componente o sustancia pura, aplicando los conceptos de fase y cada parámetro a considerar. Manejar y aplicar conocimientos y destrezas para la elaboración de componentes y de grupos 1.3.1. Interpreta un diagrama de fases binarias, aplicando los conceptos de fase, solubilidad y cada parámetro a considerar. 1.3.1. Interpreta un diagrama hierro-carbono, identificando la presencia de los diferentes microconstituyentes presentes. 2. Determinar adecuadamente qué tipo de material se puede utilizar para determinada aplicación o proceso, según sus propiedades Físicas, químicas y las normas SAE,ASTM. 2.1. Determinar cuándo es adecuado utilizar materiales cerámicos, dependiendo de sus propiedades y desempeño sean compatibles con las características y requerimientos que la aplicación o uso demanden en base a la norma ISO. 2.1.1. Esquematiza los procesos de obtención, síntesis y/o procesamiento de los diferentes tipos de materiales cerámicos. Diseñar elementos mecánicos utilizando software establecidos mediante el cálculo y selección de materiales cumpliendo con las normas de seguridad. 2.2. Determinar cuándo es adecuado utilizar polímeros, dependiendo de sus propiedades y desempeño sean compatibles con las características y requerimientos que la aplicación o uso demanden en base a la norma ASTM. 2.2.1. Identifica las características y propiedades de los diferentes tipos de polímeros mediante ejercicios prácticos. 2.3. Identificar las ventajas y aplicaciones de utilizar materiales compuestos en la industria basados en catálogos de materiales. 2.3.1. Esquematiza el o los procesos de obtención de materiales compuestos. 2.3.2. Esquematiza el proceso de obtención de materiales mediante el proceso de metalurgia de polvos. 3. Determinar qué tipo de aleación se debe utilizar para una aplicación o proceso determinado, según sus propiedades, síntesis y/o procesamiento según normas AISI-SAE, ASTM, ASME y UNE. 3.1. Diferenciar las características, propiedades físicas y químicas, entre las aleaciones no ferrosas y ferrosas, para determinar sus aplicaciones en la industria. 3.1.1. Reconoce las propiedades y aplicaciones en las aleaciones no ferrosas más comunes en la industria. Diseñar elementos mecánicos utilizando software establecidos mediante el cálculo y selección de materiales cumpliendo con las normas de seguridad. 3.1.2. Diferencia cuando una aleación ferrosa es fundición y cuando acero según su porcentaje de carbono. 3.2. Distinguir las propiedades, características y aplicaciones de los diferentes aceros presentes en la industria. 3.2.1. Identifica los diferentes tipos de aceros presentes en la industria, por su denominación según la AISI-SAE, ASTM, ASME y UNE. 3.2.2. Identifica los usos, las propiedades y clasificación de los aceros especiales en la industria. 3.3. Determinar los cambios en la microestructura y propiedades del acero al someterlos a tratamientos térmicos mediante cambios de temperatura y cambios de fases según el diagramas de fases. 3.3.1. Distingue las características de los principales tratamientos térmicos aplicables a los aceros. Semana Resultados de aprendizaje Contenidos (temas y subtemas) Horas clase Actividades de Docencia (Estrategias didácticas) Horas prácticas Actividades Prácticas (participación de los estudiantes) H. trab. autónomo Actividades de Trabajo autónomo Evidencias Recursos UNIDAD 1: ORGANIZACIÓN ATÓMICA 1 Interpreta de manera adecuada la información presente para cada elemento en la tabla periódica. Ciencia de materiales Clasificación demateriales Tetraedro de materiales 4 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Presentación Socialización del silabo Evaluación diagnostica Lluvia de ideas Cuadro sinóptico: clasificaciones materiales Gráfico: tetraedro de materiales. Lectura Evolución materiales: https://blog.rtve.es/retiario/2015/10/la-evolucion-de-los-materiales.html 1 Taller sobre la clasificación de los materiales. 3 Análisis de lectura: Grafeno Investigación de la norma ASTM Taller sobre el tetraedro de los materiales. Informe de la norma ASTM en el aula virtual. Libros digitales Guía didáctica: Ciencia de materiales Computador Software ofimático Normas y Catálogos digitales 2 Interpreta de manera adecuada la información presente para cada elemento en la tabla periódica. Tabla periódica Partículas subatómicas Números y masa atómicos 4 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Interpretación de tabla periódica Cuadro sinóptico: partículas subatómicas Tabla: números y masas atómicas. https://www.ptable.com/?lang=es 1 Informe de los elementos de la tabla periódica. 3 Análisis de video: espectro electromagnético Informe sobre el video en el aula virtual. 3 Determina la estructura electrónica del átomo, por la comprensión de las partículas subatómicas existentes. Estructura eléctrica de los elementos Números cuánticos 4 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Retroalimentación: gráfico de la tabla periódica Cuadro sinóptico: números cuánticos Ejercicios propuestos http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/1000/1162/html/35_ejercicios_de_configuracin_electrnica.html 1 Resolver los ejercicios de los números cuánticos. 3 Resolver ejercicios Banco de ejercicios resueltos con su respuestas y procedimientos Videos Handbook digital Ciencias de Materiales Entornos virtuales de aprendizaje. Guía didáctica Ciencias de materiales Norma ASTM digital. Videos de la estructura cristalina. 4 Asocia el tipo de enlace atómico presente en un elemento con su comportamiento químico y físico. Enlaces atómicos Estructura cristalina 3 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Retroalimentación: ejercicios propuestos números cuánticos Lluvia de ideas Gráficos: estructura cristalina. https://www.periodni.com/es/sistemas-cristalinos-y-redes-de-bravais.html 1 Mapa conceptual: estructura cristalina 3 Elaboración de maqueta sobre Redes de Bravais Informe de las redes de Bravais en el aula virtual. Maqueta 5 Relaciona las imperfecciones cristalinas con los efectos en las propiedades de los materiales. Imperfecciones cristalinas 4 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Retroalimentación: dialogo sobre estructuras cristalinas Análisis de imágenes: imperfecciones. https://www.youtube.com/watch?v=n-HkS2mgjDo 1 Taller sobre las imperfecciones en los materiales 3 Análisis de lectura: Tamaño y límite de grano Informe: Tamaño y límite de grano Informe: imperfecciones en los materiales. UNIDAD 2: DIAGRAMAS DE FASE 6 Interpreta un diagrama de fases de un solo componente o sustancia pura, aplicando los conceptos de fase y cada parámetro a considerar. Diagramas de fase de sustancias puras 2 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Debate: como varían las sustancias puras Argumentación diagramas de fases Gráficos: Diagrama de fase de sustancias puras. https://concepto.de/sustancia-pura/ 2 Informe práctico: Análisis de metalografías 3 Cuestionario sobre lectura complementaria: Diagramas de fases Informe de variación de las sustancias puras. Cuestionario propuesto en el aula virtual. Guía didáctica de Ciencias de materiales Libro digital Entornos virtuales de aprendizaje. Catálogos y manuales digitales. Handbook de ciencias de materiales. Videos Fotografías digitales 7 Interpreta un diagrama de fases binarias, aplicando los conceptos de fase, solubilidad y cada parámetro a considerar. Diagramas de fases binarios 2 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Retroalimentación: análisis de diagramas de fase Argumentación Sustancias binarias Gráficos: diagramas de fases binarias. https://metalografia.es/?p=6 2 Informe práctico: Análisis de metalografías 3 Elaboración de gráficos: diagramas de fase sustancias ternarias Ensayo de diagramas de fases de sustancias ternarias 8 Interpreta un diagrama hierro-carbono, identificando la presencia de los diferentes microconstituyentes presentes. Diagrama Hierro-carbono (Fe-C) 4 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Ejercicios propuestos: interpretación de diagramas de fases Gráficos: Diagrama Fe-C Evaluación mixta: mensual 2 http://cosmolinux.no-ip.org/uned/unedcurset23.html 1 Taller para identificar las partes del diagrama Fe -C 3 Elaboración de gráficos: cambios térmicos y de microconstituyentes Gráficos: cambios térmicos y de microconstituyentes Ejercicios propuestos en el aula virtual. UNIDAD 3: TIPOS DE MATERIALES 9 Esquematiza los procesos de obtención, síntesis y/o procesamiento de los diferentes tipos de materiales cerámicos. Materiales cerámicos 1 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Lluvia de ideas: propiedades de los materiales Exposiciones orales Trabajo en grupo. https://www.youtube.com/watch?v=n-6867AcqJE&t=72s 3 Mapa conceptual: materiales cerámicos y aplicaciones 3 Exposición grupal: Polímeros Mapa conceptual: Materiales cerámicos Informe de la exposición Libros digitales, manuales. Computador Videos, fotografías Software ofimático Entorno de aprendizaje virtual Catálogos digitales Guía didáctica de Ciencias de materiales. Norma ASTM digital. Manuales digitales Handbook de ciencias de materiales. Documentos de investigación (Paper) digitales 10 Identifica las características y propiedades de los diferentes tipos de polímeros. Polímeros 1 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Retroalimentación: ejemplos aplicaciones de los cerámicos Video grupal: polímeros Trabajo en grupo Organizador gráfico: reciclaje PET Video transformación polímeros https://www.youtube.com/watch?v=9fQnJEFkB2A 3 Mapa conceptual: polímeros y aplicaciones 3 Exposición grupal: materiales compuestos Resumen de la exposición en el aula virtual. 11 Esquematiza el o los procesos de obtención de materiales compuestos. Materiales compuestos 1 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Retroalimentación: ejemplos aplicaciones de los polímeros Trabajo en grupo Video fibras para materiales compuestos ecológicos https://www.youtube.com/watch?v=yMKQ9CIUBKQ 3 Mapa conceptual: materiales compuestos y aplicaciones 3 Exposición grupal: metalurgia de polvos Ensayo argumentativo: aplicaciones de los materiales compuestos. 12 Esquematiza el proceso de obtención de materiales mediante el proceso de metalurgia de polvos. Metalurgia de polvos 1 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Retroalimentación: ejemplos aplicaciones de los materiales compuestos Exposiciones orales Trabajo en grupo Video proceso metalurgia de polvos https://www.youtube.com/watch?v=QnUtzbqpnIw 3 Mapa conceptual: metalurgia de polvos y aplicaciones 3 Mapa conceptual: materiales semiconductores y sus aplicaciones Mapa conceptual: metalurgia de polvos y aplicaciones UNIDAD 4: ALEACIONES 13 Reconoce las propiedades y aplicaciones en las aleaciones no ferrosas más comunes en la industria. Aleaciones no ferrosas 4 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Lluvia de ideas: aleaciones ferrosas y no ferrosas Dialogo: selección de aceros Argumentación: aleaciones no ferrosas Cuadro sinóptico: clasificación aleaciones no ferrosas.Video: obtención de aleaciones no ferrosas por vía húmeda https://www.youtube.com/watch?v=SPQH8_5vXQE 1 Taller para identificar las aleaciones no ferrosas en la industria. 3 -Análisis de lectura: aplicaciones del aluminio y sus aleaciones. Consulta de las aplicaciones de las aleaciones no ferrosas. Libros digitales, manuales, Computador Videos, fotografías Software ofimático Guía didáctica de Ciencias de materiales. Entorno de aprendizaje virtual Normas ASTM, UNE, ASME, ANSI-SAE digitales Catálogos y libros digitales Videos, fotografías Documentos de investigación (Paper) digitales. Handbook de ciencias de materiales digitales. Guía didáctica de Ciencias de materiales. Normas y catálogos digitales Videos tutoriales 14 Diferencia cuando una aleación ferrosa es fundición y cuando acero según su porcentaje de carbono. Aleaciones ferrosas: fundiciones y aceros 4 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Retroalimentación: Preguntas diferencias en Diagrama Fe-C Mapa mental: tipos de métales no ferrosos Cuadro sinóptico: Aleaciones no ferrosas. Cuadro sinóptico: Aleaciones ferrosas https://www.youtube.com/watch?v=eDPTXTLt_AI 1 Mapa conceptual para diferenciar las aleaciones ferrosas. 3 Maquetas: tipos de aceros en la industria Informe de la Maqueta en el aula virtual. 15 Identifica los diferentes tipos de aceros presentes en la industria, por su denominación según la AISI-SAE, ASTM, ASME y UNE. Clasificación y denominación de los aceros 3 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Cuadro sinóptico: clasificación de aceros Interpretación de normas ANSI-SAE, ASTM, ASME y UNE. Norma ANSI - SAE https://usuarios.fceia.unr.edu.ar/~adruker/Clasificaci%F3n%20de%20aceros%20Mat%20y%20Pro.pdf 1 Ejercicios propuestos: determinación propiedades según nomenclatura 3 Investigar las normas de los aceros Cuadro sinóptico: clasificación de aceros Interpretación de normas ANSI-SAE, ASTM, ASME y UNE 16 Identifica los usos, las propiedades y clasificación de los aceros especiales en la industrial. Aceros especiales Aceros inoxidables 4 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Lluvia de ideas: aceros especiales en la industria Cuadro sinóptico: clasificación aceros especiales e inoxidables Interpretación de catálogos de acero. https://fliphtml5.com/guzv/mavx/basic 1 Taller acerca de la identificación de los aceros especiales. 3 -Análisis de video: inocuidad en la industria alimenticia Informe del video en el aula virtual. 17 Distingue las características de los principales tratamientos térmicos aplicables a los aceros. Microconstituyentes del acero Tratamientos térmicos 4 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Gráfico: diagrama Fe-C y microconstituyentes Dialogo: influencia de los microconstituyentes en los aceros. http://blog.utp.edu.co/metalografia/5-diagrama-hierro-carbono/ 1 Mapa conceptual: Tratamientos térmicos 3 Investigar acerca de normas de tratamientos térmicos Mapa conceptual: aplicaciones de los tratamientos térmicos 18 Interpreta lo básico de los diagramas TTT o de transformación isotérmica para los diferentes aceros y tratamientos térmicos. Diagramas TTT Evaluación segundo parcial 4 Herramientas tecnológicas: (chat, videoconferencia, aula virtual) Gráficos e interpretación: diagramas TTT. https://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/mecanica/5_anio/metalografia/4-PRINCIPIOS_GENERALES_DE_LOS_TT_v2.pdf Evaluación mixta: Evaluación Final 1 Taller acerca del diagrama TTT 3 -Recopilación de información Investigar sobre la aplicaciones del diagrama TTT Portafolio estudiantil ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS Metodología (Técnicas y estrategias) Finalidad Lecturas guiadas Docente selecciona una lectura y permite al receptor adquirir conocimientos e interpretación del tema planteado Estudio de casos En clase se tiene un caso y exponer en clase para definir soluciones. Foro de discusión Se dispone de un tema por parte del docente para la discusión de un foro en la clase. FODA Teniendo un tema específico se analiza ciertos parámetros. Proyectos de investigación Investigar sobre un proyecto específico de los materiales en la industria. Consultas Consultar sobre un tema específico de la materia. Trabajos colaborativos Construir conocimiento mediante la interacción de grupo. Lluvia de ideas EVALUACIÓN DEL ESTUDIANTE POR RESULTADOS DE APRENDIZAJE Asignatura articuladora de saberes COMPONENTE TIPO DE ACTIVIDAD EVALUATIVA INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN % TOTAL Parcial 1 Gestión académica 1 Análisis de lectura: Grafeno Formatos de cuestionarios 10,5% 35 Análisis de lectura: tamaño y límite de grano Rubrica de exposición descriptiva Análisis de lectura: aplicaciones de aluminio Formatos de cuestionarios Gestión académica 2 Análisis de video: inocuidad Formatos de cuestionario 10,5% Deber: estructura eléctrica Escala de valoración Deber: diagramas de fase Lista de cotejo Evaluación mensual Evaluación 1 Evaluación escrita 14% Evaluación 2 Evaluación escrita Parcial 2 Gestión académica 1 Resumen: enlaces atómicos Escala de valoración 10,5% 35 Resumen: materiales cerámicos Escala de valoración Resumen: polímeros Rúbrica de resúmenes Gestión académica 2 Maqueta: Estructuras cristalinas Rúbrica de maqueta 10,5% Maqueta: Tipos aceros Rúbrica de maqueta Informe práctico: metalografías Rúbrica de informe escrito Evaluación mensual Evaluación 3 Evaluación escrita 14% Evaluación 4 Evaluación escrita Examen final Evaluación final acumulativa Evaluación escrita 30% 30 NOTA POR ASIGNATURA 100% 100 CUMPLIMIENTO DE ASISTENCIA BIBLIOGRAFÍA Básica: Askeland, D. R. (2016). Ciencia e ingeniería de materiales. México: Cengage Learning. https://libgen.is/book/index.php?md5=9B823BB8D9C04B386D0EAF60293F9563 Beer P. F. (2012). Mecánica de materiales, 5ta edición McGRAW-HILL/INTERAMERICANA EDITORES. http://93.174.95.29/main/00C94B2D18BD7A10AF8867768CE6AA35 Complementaria: Mínimo 3 Callister W. D. (2012). Fundamentals of materials science and engineering: an integrated approach. EEUU: John Wiley & Sons. https://libgen.is/book/index.php?md5=CA9730728B5BF40BF6E5AFED33550C23 Ashby, M. F. (2013). Materials: engineering, science, processing and design. Inglaterra: Butterworth-Heinemann. https://libgen.is/book/index.php?md5=88604CC6C2A70D0AC64395B5EFC4B251 Smith, W. F. (2007). Introducción a la ciencia de materiales para ingenieros, James F. Shackelford. MADRID: Pearson-Prentice Hall. McGraw-Hill https://libgen.is/book/index.php?md5=930859632B1C5BAA5439A1EA7311297E PREPARADO POR: REVISADO POR: APROBADO POR: Ing. Fernando Santillán DOCENTE Lic. Nelson Caiza INTEGRANTE DE LA COMISIÓN ACADÉMICA Ing. Leonardo Beltrán COORDINADOR DE LA CARRERA DE MECÁNICA INDUSTRIAL FOR.FO21.01 PLANIFICACIÓN MICROCURRICULAR_SÍLABOS
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