INSTITUTO TECNOLOGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY

CAMPUS GUADALAJARA

In-95-048. Propiedades y Selección de Materiales en Ingeniería

 

Objetivo:

Al término del curso los estudiantes conocerán los tipos de materiales disponibles, su comportamiento general y propiedades. En el curso se estudian la relación que existe entre la estructura, procesamiento y las propiedades de los diferentes materiales. La información es empleada en la selección de materiales y procedimientos de fabricación para lograr los objetivos específicos de la ingeniería.

 

Requisito:

M95-863 PROCESOS DE MANUFACTURA

Contenido:

  1. Pruebas Mecánicas y Propiedades Mecánicas

    2. Tensión, dureza y prueba de impacto; tenacidad a la fractura (factor de intensidad de esfuerzos), fatiga y deformación por termofluencia.

  2. Enlace, Estructura y Defectos Estructurales, Endurecimiento por Deformación y Recocido

    3. Enlaces covalente, metálico, ionico y de Van der Waals. Estructuras cristalinas elementales, defectos cristalinos incluyendo dislocaciones y límites de grano. Introducción a las propiedades mecánicas relacionadas a defectos cristalinos.

    Procesos de manufactura y trabajo en frío de los metales. Descripción empírica del comportamiento esfuerzo - deformación de los materiales: endurecimiento por deformación. Relación entre trabajo en frío y mecanismos de deformación plástica: interacción de dislocaciones. Relaciones de las propiedades de trabajo en frío y su aplicación en diseño de procesos de manufactura multi - pasos. Trabajo en caliente y deformación superplástica.

  3. Diagramas de Fases y Transformaciones

    4. Introducción a los diagramas de fases y su uso en estimación de composición química y cantidades de fases en microestructuras. Solución sólida, solubilidad sólida y precipitación.

    Endurecimiento por solución sólida. Desarrollo de microestructuras durante solidificación. Aleaciones eutécticas. Endurecimiento por dispersión por solidificación. Endurecimiento por dispersión por transformación de fase y tratamiento térmico: endurecimiento por precipitación de aleaciones de aluminio. Transformación eutéctoide en el acero: microestructuras perlita y martensita.

  4. Prácticas Ingenieriles con Aleaciones Ferrosas y No-ferrosas

    5. Designación ingenieril y clasificación de aceros. Tratamientos térmicos elementales. Tratamiento de temple y revenido: templabilidad. Designación ingenieril y clasificación de aleaciones de aluminio. Comparación de resistencia específica de materiales. Otras aleaciones no – ferrosas importantes.

  5. Cerámicos

    6. Comparación de cerámicos a metales: estructura cristalina y defectos, diagramas de fases, propiedades mecánicas, aplicaciones. Cerámicos amorfos y cerámicos cristalinos. Falla mecánica: criterio de fractura frágil: esfuerzo en la punta de la grita, efecto de la longitud de la grieta y radio de la punta. Ecuación de Griffith.

  6. Polímeros y Compuestos

    7. Definición de clases de polímeros y descripción de parámetros moleculares que afectan las propiedades. Propiedades mecánicas: transición de vidrio, dependencia del tiempo en termofluencia, relajación de esfuerzos y viscoelasticidad. Cristalinidad y procesos de deformación. Tipos de compuestos y estimación de propiedades de los compuestos: densidad, módulo de elasticidad. Mecánica de compuestos con fibras. Estudio de métodos de fabricación.

  7. Conducción Eléctrica, Semiconductores y Dispositivos

    8. Propiedades eléctricas de conductores y semiconductores: resistividad, conductividad. Movimiento del acarreador de carga: movilidad, campo eléctrico, densidad de corriente. Efecto de impurezas y temperatura. Introducción a estructura de banda. Semiconductores intrínsecos y extrínsecos y operación de dispositivos simples. Descripción de métodos de fabricación para circuitos integrados: dispositivos límite.

  8. Selección de Materiales

    9. El problema de la selección de materiales. Características de funcionamiento de materiales. El proceso de selección de materiales. Fuentes de información para selección de materiales. Economía en la selección de materiales. Métodos de evaluación para la selección de materiales. Relación costo – funcionalidad. Ejemplos de diseño – comparación de costos. Análisis de valor. Ejemplos de diseño – sistemas de materiales. Ejemplos de diseño – substitución de materiales.

  9. Interacción de Materiales, Procesamiento y Diseño

Efecto del procesamiento en el diseño. Clasificación de procesos de manufactura. Economía de manufactura. Diseño para fundición. Diseño para forja. Diseño para conformado de lamina. Diseño para maquinado. Diseño para metalurgia de polvos. Diseño para soldadura. Esfuerzos residuales en diseño. Diseño para tratamiento térmico. Diseño para ensamble. Diseño para fractura frágil. Diseño para falla por fatiga. Diseño para resistencia a la corrosión. Diseño con plásticos.

 

Libros de Texto:
  1. The Science and Engineering of Materials: 3rd S.I. Edition", D.R. Askeland. Chapman and Hall 1996
  2. Engineering Materials, An Introduction to Their Properties and Applications, Michael F. Ashby and David, R. H. Jones, Pergamon Press, New York, 1980.
  3. Engineerin Design, A Materials and Processing Approach, George E. Dieter, McGraw Hill, New York, 1990.
  4. Mechanical Metallurgy, George E. Dieter, McGraw Hill, New York, 1988.
  5. Mechanical Behavior of Materials, Thomas H. Courtney, McGraw Hill, New York, 1990.
  6. Mechanical Metallurgy Principles and Applications, Marc A. Meyers and Krishnan K. Chawla, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.
  7. Mechanical Behavior of Materials, Norman E. Dowling, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1993.

 

Preparo:

Víctor Mendoza Delgado