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Nombre del formato: Instrumentación Didáctica para la formación y desarrollo de competencias profesionales-Ingreso Agosto 2015 Código: TecNM/D-AC-PO-003-07 Revisión: 0 Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.1, 7.2.1, 7.5.1, 7.6 Página 31 de 31 ZInstrumentación didáctica para la formación y desarrollo de competencias profesionales Periodo: Enero-Junio 2020 Nombre de la asignatura: Ingeniería de Materiales Metálicos Plan de estudios: IMEC-2010-228 Clave de la asignatura: MEF-1013 Horas teoría- Horas práctica- Créditos: 3-2-5 1. Caracterización de la asignatura (1) Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero Mecánico la capacidad de Seleccionar y emplear los materiales metálicos adecuados para: el diseño y fabricación de elementos mecánicos; o para su uso en instalaciones industriales con base en el conocimiento de sus propiedades. La trascendencia de esta asignatura en el ejercicio de la profesión es vital ya que la gran mayoría de las piezas, accesorios y componentes están fabricados de materiales metálicos, algunos de ellos ya se han ido sustituyendo por otro tipo de materiales pero indudablemente los materiales metálicos siguen ocupando una parte importante dentro de la ingeniería mecánica. Por su uso y vigencia en el área el estudio de materiales de tipo metálico sigue siendo una asignatura obligada en el área, conscientes de que hasta el momento no todos los materiales sintéticos que se han desarrollado pueden ser sustitutos confiables de los metales. Resulta entonces de gran importancia conocer las propiedades y características de los materiales metálicos para poder seleccionar adecuadamente los materiales que han de usarse en la manufactura de un diseño determinado. La asignatura de Ingeniería de Materiales Metálicos, se ubicada en el segundo semestre de la carrera de Ingeniería Mecánica, surge del análisis y modificación del programa de asignatura denominada Propiedad de los Materiales I. Por otra parte, esta asignatura es correlativa de las competencias que se aportan en la asignatura de Química, al cual se encuentra ubicada en el primer semestre del programa académico. Asimismo Ingeniería de Materiales Metálicos aporta competencias útiles en las asignaturas de Ingeniería de Materiales No Metálicos, Procesos de Manufactura, Mecánica de Materiales I, Mecánica de Materiales II, Diseño Mecánico I y Diseño Mecánico II. 2. Intención didáctica (2) La presente asignatura se encuentra dividida en 6 temas. En el primer tema se abordan las configuraciones estructurales: el concepto de aleación, y posibilidades estructurales que aparecen en las principales aleaciones metálicas de interés industrial, así mismo, se estudian los distintos defectos estructurales presentes en los metales y sus implicaciones en el comportamiento mecánico del material, en el segundo tema, se estudian las propiedades generales de los materiales metálicos: se profundiza enel nivel de conocimientos sobre las propiedades físicas, mecánicas, térmicas, eléctricas, químicas y reológicas de los materiales, es decir, conocer las propiedades químicas de los materiales para así poder determinar su mayor o menor tendencia a sufrir procesos químicos, tales como la oxidación, dar a conocer el método para la realización de la selección óptima de los materiales para aplicaciones concretas según sus propiedades. Introducir y discutir la relación entre composición, estructura y defectos con las propiedades de los materiales y su importancia en los procesos tecnológicos tanto de obtención como de explotación óptima de los mismos, el tercer tema trata sobre la producción de arrabio y los procesos de aceración: Conocer los procesos de producción del arrabio, los sistemas de obtención de los aceros y fundiciones a partir del mineral de hierro, así como su procesamiento, el cuarto tema, la clasificación y selección de aceros: adquirirán conocimientos sobre las familias más importantes de los aceros, (según su clasificación numérica), su composición química, propiedades y su utilización en la industria, así como la clasificación de acuerdo a las diferentes normas y criterios de selección, mientras que en el quinto tema, se estudia la transformación estructural: profundizará sobre la importancia de las transformaciones de fase, sobre todo el diagrama Fe-C, describir los diferentes micro constituyentes de los aceros además se hará énfasis en conocer los mecanismos por los que ocurren las transformaciones de fase en los materiales de interés industrial, dejando en el tema seis el estudio de las aleaciones no ferrosas: los metales utilizados para la industria el 20% son no ferrosos, estos en diferentes aleaciones cubren los requerimientos de ingeniería y las propiedades químicas necesarias para fabricar artículos útiles para la industria y la sociedad. Las características fundamentales de las aleaciones no ferrosas son la resistencia a la tensión, corrosión, conductividad eléctrica y maquinabilidad. 3. Competencia de la asignatura (3) Seleccionar y utiliza los materiales metálicos adecuados para: el diseño y fabricación de elementos mecánicos; o para su uso en instalaciones industriales con base en el conocimiento de sus propiedades. Descripción: Interpreta la interrelación propiedades-estructura de los materiales metálicos. 4. Análisis por competencias especificas Competencia No. 1 Configuraciones estructurales Temas y Subtemas para desarrollar la competencia especifica Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico-prácticas 1.1.Imperfecciones cristalinas. 1.2.Defectos lineales. 1.3.Defectos superficiales. 1.4.Movimientos atómicos. 1.5.Difusión y Mecanismos de Difusión. • Investigar acerca de las imperfecciones cristalinas en donde se haga mención de los siguientes temas: 1) defectos puntuales o de dimensión cero, 2) defectos de línea o de una dimensión (dislocaciones) y 3) defectos de dos dimensiones que incluyen superficies externas y superficies de límite de grano. • Investigar acerca de los Defectos superficiales •Investigar por equipos los materiales que presentan cambios alotrópicos y sus estructuras. • Analizar el tema Movimientos atómicos en los materiales. • Realizar un resumen acerca de la posible relación del índice de miller en la determinación de la densidad, planar, anisotropía e isotropía • Elaborar un trabajo por escrito sobre la Difusión y Mecanismos de Difusión. • Realizar un mapa conceptual acerca de los temas de la unidad 1 Configuraciones estructurales. 1.- Exponer los conceptos principales del tema imperfecciones cristalinas. 2.- Con un video o presentación digital dar información cerca de Defectos superficiales. 4.- Debate en clases de los movimientos atómicos. . Competencias instrumentales • Capacidad de análisis y síntesis • Capacidad de organizar y planificar • Conocimientos básicos de la carrera • Comunicación oral y escrita • Habilidades básicas de manejo de la computadora • Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas • Solución de problemas • Toma de decisiones. Competencias interpersonales • Capacidad crítica y autocrítica • Trabajo en equipo • Habilidades interpersonales • Capacidad de comunicarse con profesionales de otras áreas • Compromiso ético Competencias sistémicas • Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica • Habilidades de investigación • Capacidad de aprender • Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) • Habilidad para trabajar en forma autónoma • Búsqueda del logro • Liderazgo. (4.7) Indicadores de alcance (4.8) Valor del indicador (4.9) A. Investiga acerca de los temas marcados y asignados. B. Elaborar un resumen sobre los Defectos superficiales. C. Realiza un mapa conceptual de los temas de la unidad 1. D. Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas. 25% 25% 25% 25% Niveles de desempeño (4.10) Desempeño Nivel de desempeñoIndicadores de alcance Valoración numérica Competencia alcanzada Excelente Cumple en su totalidad con los indicadores de alcance. 95-100 Notable Cumple con A, B, C y D de manera parcial. 85-94 Bueno Cumple con A, B, C y D de manera buena. 75-84 Suficiente Cumple con A, B, C y D de manera suficiente. 70-74 Competencia no alcanzada Insuficiente No se cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el desempeño excelente NA (No Alcanzada) Matriz de evaluación (4.11) Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D Investigación (Informe de investigación) 30 10 10 10 Se evalúa el contenido introducción, desarrollo y conclusión y la presentación del trabajo, mediante rubrica. Resumen y actividades asignadas 20 5 15 Se evalua la calidad de los apuntes en la libreta Asistencia 10 5 5 Se califica mediante una lista de asistencia (2 MAX) Examen 40 10 10 10 10 Se evalúan lo temas de la unidad Total 25 25 25 25 Nota: este apartado número 4 de la instrumentación didáctica para la formación y desarrollo de competencias profesionales se repite, de acuerdo al número de competencias específicas de los temas de asignatura. Descripción: Conoce las propiedades físicas, mecánicas, eléctricas, químicas, térmicas y reológicas de los materiales metálicos. . 4. Análisis por competencias especificas Competencia No. 2 Propiedades generales de los materiales metálicos. Temas y Subtemas para desarrollar la competencia especifica Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico-prácticas 2.1.Propiedades físicas. 2.2.Propiedades mecánicas. 2.3.Propiedades térmicas, eléctricas, químicas y reológicas. • Desarrollar en un trabajo, las propiedades físicas y mecánicas. • Elaborar un trabajo por escrito en donde se defina correctamente los conceptos de: propiedades físicas, químicas, mecánicas, eléctricas, térmicas y reológicas • Explicar e identificar las propiedades mecánicas de materiales metálicos, .dada una relación de propiedades y materiales. • Describir las características y propiedades térmicas, eléctricas, químicas y reológicas. 1.- Exposición de conceptos clave por parte del profesor. 2.- Explicación de los temas de la unidad. 3.- Proporcionar información relevante para la comprensión de los temas. Competencias instrumentales • Capacidad de análisis y síntesis • Capacidad de organizar y planificar • Conocimientos básicos de la carrera • Comunicación oral y escrita • Habilidades básicas de manejo de la computadora • Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas • Solución de problemas • Toma de decisiones. Competencias interpersonales • Capacidad crítica y autocrítica • Trabajo en equipo • Habilidades interpersonales • Capacidad de comunicarse con profesionales de otras áreas • Compromiso ético Competencias sistémicas • Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica • Habilidades de investigación • Capacidad de aprender • Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) • Habilidad para trabajar en forma autónoma • Búsqueda del logro • Liderazgo. (4.7) Indicadores de alcance (4.8) Valor del indicador (4.9) A. Investiga los temas asignados. B. Realiza resumen y actividades en clase. C. Realiza exposición y hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas 35% 35% 30% Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Competencia alcanzada Excelente Cumple en su totalidad con los indicadores de alcance. 95-100 Notable Cumple con A, B y C de manera parcial. 85-94 Bueno Cumple con A, B y C de manera buena. 75-84 Suficiente Cumple con A, B y C de manera suficiente. 70-74 Competencia no alcanzada Insuficiente No se cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el desempeño excelente NA (No Alcanzada) Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C Investigación (Informe de investigación) 20 15 5 Se evalúa el contenido introducción, desarrollo y conclusión y la presentación del trabajo, mediante rubrica. Exposición (Rubrica de exposición y diapositivas) 30 10 20 Se evalúa mediante la rúbrica de exposición donde se califica el dominio y conocimiento del tema. Tareas 10 10 Se califica los apuntes de la unidad Examen 40 10 20 10 Se evalúan lo temas de la unidad Total 35 35 30 4. Análisis por competencias especificasDescripción: Conoce e interpreta los principios básicos del proceso de producción de arrabio, así como el proceso de aceración. Competencia No. 3 Producción de arrabio y procesos de aceración Temas y Subtemas para desarrollar la competencia especifica Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico-prácticas 3.1.Concepto de metalurgia. 3.2.Proceso de prebeneficio de mineral de hierro. 3.3.Producción de arrabio. 3.4.Procesos de aceración. • Realiza resumen del tema Metalurgia. • Explica el proceso de prebeneficio de mineral de hierro. • Elaborar un trabajo por escrito para describir la producción de arrabio. • Realiza mapa conceptual de los procesos de aceración. 1.- Exposición de conceptos clave por parte del profesor. 2.- Presentación de video del el proceso de prebeneficio de mineral de hierro. 3.-Proporionar información relevante de los temas. Competencias instrumentales • Capacidad de análisis y síntesis • Capacidad de organizar y planificar • Conocimientos básicos de la carrera • Comunicación oral y escrita • Habilidades básicas de manejo de la computadora • Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas • Solución de problemas • Toma de decisiones. Competencias interpersonales • Capacidad crítica y autocrítica • Trabajo en equipo • Habilidades interpersonales • Capacidad de comunicarse con profesionales de otras áreas • Compromiso ético Competencias sistémicas • Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica • Habilidades de investigación • Capacidad de aprender • Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) • Habilidad para trabajar en forma autónoma • Búsqueda del logro • Liderazgo. (4.7) Indicadores de alcance (4.8) Valor del indicador (4.9) A. Explica el Concepto de metalurgia. B. Describe el proceso de prebeneficio de mineral de hierro. C. Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas D. Se adapta a situaciones y contextos complejos. 35% 20% 35% 10% Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D Investigación y resumen. 30 15 15 Se evalúa los problemas resueltos en clases en los apuntes elaborados en la libreta Tareas 20 10 10 Se califica los apuntes de la unidad Examen 50 10 10 20 10 Se evalúan lo temas de la unidad Total 35 20 35 10 4. Análisis por competencias especificasDescripción: Conoce e Identifica las principales familias de aceros y la normatividad que rige su clasificación. Competencia No. 4 Clasificación y selección de aceros. Temas y Subtemas para desarrollar la competencia especifica Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico-prácticas 4.1.Por su contenido de Carbono. 4.2.Por sus elementos aleantes. 4.3.Por su grado de desoxidación. 4.4.Según SAE y AISI. 4.5.Según ASTM. 4.6.Normas y criterios de selección de aceros. • Investigar acerca de la clasificación y selección de aceros por su contenido de carbono. • Elaborar un trabajo por escrito de la clasificación de aceros por sus elementosaleantes. • Exponer acerca de las normas y criterios de selección de aceros. 1.- Explicación de los mediante una presentación electrónica. 2.- Proporcionar información de libros y fuentes bibliográficas para la comprensión de los temas. . . Competencias instrumentales • Capacidad de análisis y síntesis • Capacidad de organizar y planificar • Conocimientos básicos de la carrera • Comunicación oral y escrita • Habilidades básicas de manejo de la computadora • Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas • Solución de problemas • Toma de decisiones. Competencias interpersonales • Capacidad crítica y autocrítica • Trabajo en equipo • Habilidades interpersonales • Capacidad de comunicarse con profesionales de otras áreas • Compromiso ético Competencias sistémicas • Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica • Habilidades de investigación • Capacidad de aprender • Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) • Habilidad para trabajar en forma autónoma • Búsqueda del logro • Liderazgo. (4.7) Indicadores de alcance (4.8) Valor del indicador (4.9) A. Realiza investigación y actividades asignadas. B. Expone acerca de las normas y criterios de selección de aceros. C. Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas D. Se adapta a situaciones y contextos complejos. 35% 20% 35% 10% Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D Solución de Ejercicios 30 15 15 Se evalúa los problemas resueltos en clases en los apuntes elaborados en la libreta Tareas 20 10 10 Se califica los apuntes de la unidad Examen 50 10 10 20 10 Se evalúan lo temas de la unidad Total 35 20 35 10 4. Análisis por competencias especificasDescripción: Aplica los fundamentos del sistema Fe-C desde el punto de vista del diagrama de fases metaestable y sus consecuencias en lo que respecta a microestructuras posibles que puedan presentarse, los fundamentos térmicos de los aceros como aleación más utilizada industrialmente. Competencia No. 5 Transformación estructural Temas y Subtemas para desarrollar la competencia especifica Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico-prácticas 5.1.Construcción de los diagramas de fase. 5.2.Diagramas binarios y ternarios. 5.3.Diagrama Fe-C. 5.4.Tipos de tratamientos térmicos. • Explicar el enunciado y laaplicación de la regla de fases. • Investigar y explicar por equipo la secuencia de construcción para un ejemplo real de un material de dos componentes solubles en estado líquido y parcialmente soluble en estado sólido. • Realizar una visita para investigar la aplicación de los diagramas de fase en la industria metalúrgica y metal - mecánica. • Describir los diferentes micro constituyentes de los aceros. • Estudiar el diagrama Fe-Fe3C en el ámbito de las transformaciones en equilibrio. • Explicar los diagramas TTT para las transformaciones fuera del equilibrio. • Describir los factores que afectan los diagramas TTT • Clasificar y estudiar los diferentes tratamientos térmicos de los aceros. 1.-Exposición digital de los temas. 2.- Propiciar el uso de nuevas tecnologías en el desarrollo de los contenidos de la asignatura. 3.- Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio argumentado de ideas y la sugerencia del profesor. Competencias instrumentales • Capacidad de análisis y síntesis • Capacidad de organizar y planificar • Conocimientos básicos de la carrera • Comunicación oral y escrita • Habilidades básicas de manejo de la computadora • Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas • Solución de problemas • Toma de decisiones. Competencias interpersonales • Capacidad crítica y autocrítica • Trabajo en equipo • Habilidades interpersonales • Capacidad de comunicarse con profesionales de otras áreas • Compromiso ético Competencias sistémicas • Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica • Habilidades de investigación • Capacidad de aprender • Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) • Habilidad para trabajar en forma autónoma • Búsqueda del logro • Liderazgo. (4.7) Indicadores de alcance (4.8) Valor del indicador (4.9) A. Comprende el tema de Construcción de los diagramas de fase. B. Realización de diagramas. C. Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas D. Se adapta a situaciones y contextos complejos. 35% 20% 35% 10% Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D Solución de Ejercicios 30 10 10 10 Se evalúa los apuntes elaborados en la libreta Investigación (Informe de investigación) 20 10 10 Se evalúa el contenido introducción, desarrollo y conclusión y la presentación del trabajo, mediante rubrica. Tareas (Apuntes Teóricos) 10 5 5 Se califica los apuntes de la unidad Examen 40 10 10 20 Se evalúan lo temas de la unidad Total 35 20 35 10 4. Análisis por competencias especificasDescripción: Aplica los fundamentos del sistema Fe-C desde el punto de vista del diagrama de fases metaestable y sus consecuencias en lo que respecta a microestructuras posibles que puedan presentarse, los fundamentos térmicos de los aceros como aleación más utilizada industrialmente. Competencia No. 6 Metales y aleaciones no ferrosas. Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico-prácticas 6.1.Producción, propiedades y usos de: Aluminio, Cobre, Titanio, Níquel, Plomo, Plata, Oro, Iridio, Platino, Rodio, Zinc. 6.2.Aleaciones antifricción, tipos y aplicaciones. • Investigar acerca del enunciado y aplicación de la regla de fases. • Investigar y explicar por equipo la secuencia de construcción para un ejemplo real de un material de dos componentes solubles en estado líquido y parcialmente soluble en estado sólido. • Investigar la aplicación de los diagramas de fase en la industria metalúrgica y metal - mecánica. • Describir los diferentes micro constituyentes de los aceros. • Explicar los diagramas TTT para las transformaciones fuera del equilibrio. • Describir los factores que afectan los diagramas TTT. • Clasificar y estudiar los diferentes tratamientos térmicos de los aceros. 1.- Exposición del tema : Producción, propiedades y usos de: Aluminio, Cobre, Titanio, Níquel, Plomo, Plata, Oro, Iridio, Platino, Rodio, Zinc 2.- De forma digital con un video se complementa la presentación dada. . 3.-Con ejemplos prácticos explicar: Aleaciones antifricción, tipos y aplicaciones. Competencias instrumentales • Capacidad de análisis y síntesis • Capacidad de organizar y planificar • Conocimientos básicos de la carrera • Comunicación oral y escrita • Habilidades básicas de manejo de la computadora • Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas • Solución de problemas • Toma de decisiones. Competencias interpersonales • Capacidad crítica y autocrítica • Trabajo en equipo • Habilidades interpersonales • Capacidad de comunicarse con profesionales de otras áreas • Compromiso ético Competencias sistémicas • Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica • Habilidades de investigación • Capacidad de aprender • Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) • Habilidad para trabajar en forma autónoma • Búsqueda del logro • Liderazgo. (4.7) Indicadores de alcance (4.8) Valor del indicador (4.9) A. Analiza y explica los conceptos fundamentales de la unidad. B. Realiza las investigaciones asignadas. C. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarias en su aprendizaje. D. Se adapta a situaciones y contextos complejos. 35% 20% 35% 10% Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativade la competencia A B C D Resumen 30 10 10 10 Se evalúa el tema signado. Investigación (Informe de investigación) 20 10 10 Se evalúa el contenido introducción, desarrollo y conclusión y la presentación del trabajo, mediante rubrica. Tareas (Apuntes Teóricos) 10 5 5 Se califica los apuntes de la unidad Examen 40 10 10 20 Se evalúan lo temas de la unidad Total 35 20 35 10 5. Fuentes de información y apoyos didácticos Fuentes de información: Apoyos didácticos: 1. Flin, Richard a. Trojan Paul K. Materiales de ingeniería y sus aplicaciones. México, Mc Graw Hill, 2. Thornton, Peter A. Colangelo Vito J. Ciencia de materiales para ingeniería. Prentice - Hall hispanoamericana. 3. Askeland Donal R. Ciencia e ingeniería de los materiales. Iberoamericana. 4. Van Vlack, Lawrence H. Tecnología de materiales. Representaciónes y servicios de ingeniería. 5. V. B. John. Conocimientos de materiales en ingeniería. Gustavo Gill, s. a. 6. P. Guliaev. Metalografía i, ii. Moscú: Mir. 7. Lara Gómez, Pérez Amador Manuel. Enlace químico. Edicol, s. a. 8. Shackelford James F. Ciencia de materiales para ingenieros. Prentice hall hispanoamericana. (5.2) 6. Calendarización de evaluación en semanas: (6) Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 TP ED EF ES EF ES EF ES EF ES EF EF ES EF ES EF ES TR SD TP= tiempo planeado TR = tiempo real SD = seguimiento departamental ED = Evaluación Diagnóstica EFn = Evaluación Formativa (competencia especifica n) ES = Evaluación Sumativa Fecha de elaboración: 23/01/2020 Ing. Roberto Peñaloza Rivera Ing. Magdarely Vázquez Castán Nombre y firma del(de la) profesor(a) Nombre y firma del(de la) Jefe(a) de Departamento Académico Rev.0 TecNM-AC-PO-003-07