Objectius d'aprenentatge

Referits a coneixements Aquesta assignatura té per objecte l’estudi i la interpretació de tots els fenòmens relacionats amb el caràcter, l’estructura, la composició, les propietats i les transformacions que presenten els diferents materials metàl·lics que fonamenten i controlen una gran multiplicitat de processos tecnològics de la ciència i l’enginyeria de materials.   Es tracta d’una assignatura de coneixements bàsics que resulten fonamentals a l’hora d’entendre en conjunt l’enginyeria de materials. Per tant, l’objectiu és que l’estudiant adquireixi uns conceptes clars per comprendre totes les matèries relatives als materials de la titulació. L’alumnat ha de poder preveure els possibles problemes que poden aparèixer quan s’estiguin fent servir els materials i establir les causes del deteriorament o la pèrdua de propietats segons el seu comportament en servei.   Referits a habilitats, destreses Assolir competències i habilitats per correlacionar l’estudi i la interpretació de tots els fenòmens relacionats amb la naturalesa, l’estructura, la composició, les propietats i les transformacions que presenten els diferents materials metàl·lics que fonamenten i controlen una gran multiplicitat de processos tecnològics de la ciència i l’enginyeria de materials.   Referits a actituds, valors i normes Mostrar una actitud crítica davant l’assignatura. Mostrar una actitud positiva davant les activitats de l’assignatura. Saber organitzar-se i planificar-se. Tenir la capacitat d’ampliar els coneixements obtinguts a través de la bibliografia o de qualsevol altre mitjà (conferències, visites a instal·lacions, etc.).

 

 

Blocs temàtics

 

1. Introducció a la metal·lúrgia física

*   Concepte de metal·lúrgia física, origen, abast i limitacions

2. Estructura dels sòlids metàl·lics

*   Enllaç metàl·lic. Arquitectura cristal·lina. Ordre espacial. Macroestructura, mesoestructura, microestructura i nanoestructura. Interfícies en els sòlids cristal·lins i energies d’interfície. Defectes en els cristalls reals. Defectes puntuals. Defectes lineals. Lliscament, orientació, formació i reactivitat de dislocacions. Defectes superficials. Maclatge. Defectes volumètrics en les xarxes cristal·lines. Sòlids metàl·lics no cristal·lins. Caracterització de l’estructura del sòlid i interpretació de propietats

3. Diagrames d’equilibri

*  Solucions sòlides substitucionals, intersticials i factors d’estabilitat. Fases intermèdies. Fases en sistemes multicomponents i polifàsics. Diagrames d’energia lliure i estabilitat de les fases en sistemes multicomponents i polifàsics. Diagrames d’equilibri binaris tipus. Diagrames d’equilibri ternaris

4. Solidificació

*  Solidificació cristal·lina. Fenomenologia de la nucleació, homogènia i heterogènia. Fenomenologia del creixement. Solidificació de metalls purs i aliatges. Solidificació eutèctica i peritèctica. Solidificació de lingots. Defectes de la solidificació. Solidificació monocristal·lina i no cristal·lina

5. Difusió en estat sòlid

*  Fonaments de la difusió en estat sòlid. Mecanismes de difusió intragranular i intergranular. Coeficients de difusió. Fricció interna. Creixement del gra

6. Transformacions-reaccions estructurals en estat sòlid

*  Transformacions estructurals en estat sòlid: principis i classificació. Acritud, restauració i recristal·lització. Mecanismes i cinètica. Temperatura de recristal·lització. Creixement del gra. Recristal·lització secundària. Precipitació. Nucleació i creixement de precipitats. Transformació eutectoide. Transformacions en estat sòlid sense difusió: martensítica. Transformacions en estat sòlid sense difusió o amb difusió: bainítica

7. Diagrames cinètics de transformacions estructurals

*  Diagrames de temperatura, temps, transformació. Corbes de diagrames isotèrmics TTT i de refredament continu TRC. Diagrames tecnològics d’interès per als tractaments tèrmics

 

8. Treballs tutelats de problemes

*  1. Arquitectura i defectes en sòlids cristal·lins
2. Caracterització de l’arquitectura cristal·lina. Difracció
3. Anàlisi tèrmica. Fases i termodinàmica de fases en equilibri
4. Solidificació
5. Difusió en estat sòlid
6. Transformacions estructurals i tractaments tèrmics

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

L’assignatura s’inicia amb classes magistrals, atès que l’alumnat mai ha cursat una matèria dedicada a fonaments de materials metàl·lics. L’assignatura ha de treballar-se activament un cop assolits els coneixements fonamentals que facin possible aquesta participació. La matèria permet el plantejament i la resolució de casos pràctics reals, de manera que l’alumnat posa en pràctica els coneixements adquirits al llarg del curs per poder resoldre el problema plantejat. Assolida una formació mínima, les classes magistrals s’intercalen amb seminaris pràctics per facilitar el desenvolupament del coneixement adquirit i amb treballs de qüestionaris, que complementen la formació final. Hi ha una part d’ensenyament-aprenentatge presencial (a l’aula) i una altra part d’ensenyament-aprenentatge dirigit (fora de l’aula), que consisteix a fer un treball en grup que es pot escollir entre un conjunt de treballs seleccionats pel professorat i que es donen a conèixer, des de l’espai virtual, abans de l’inici del curs acadèmic. Els treballs tutoritzats es poden presentar en línia en qualsevol moment i com a màxim una setmana abans de la prova de síntesi. Les restriccions derivades de la crisi sanitària poden modificar el grau de presencialitat de les activitats docents i avaluatives. S’informa oportunament l’alumnat de qualsevol modificació a través dels canals habituals. En cas que l’aforament no permeti la presència de tots els estudiants a l’aula, es plantegen activitats formatives en línia i síncrones, que consisteixen en la distribució o presentació de determinats continguts teòrics, que es combinaran amb sessions presencials de desenvolupament, aplicació o seminaris en grups reduïts a l’aula assignada. En la mesura del que sigui possible, s’incorpora la perspectiva de gènere en el desenvolupament i activitats de l’assignatura.

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

Període per renunciar a l’avaluació continuada: les tres primeres setmanes del curs. Prova de síntesi a final de curs: 60/100. Prova en format de qüestionaris d’avaluació d’aprenentatge: 20/100. Treball tutoritzat: 20/100. Reavaluació Si el resultat global de l’avaluació és igual o superior a 3,5, es pot tornar a fer una prova final de conjunt per millorar la nota, cosa que implica renunciar a la nota obtinguda prèviament.   Avaluació única Període per renunciar a l’avaluació continuada: les tres primeres setmanes del curs. Prova de síntesi a final de curs: 100/100. Reavaluació Si el resultat global de l’avaluació és igual o superior a 3,5, es pot tornar a fer una prova final de conjunt per millorar la nota, cosa que implica renunciar a la nota obtinguda prèviament.

Fonts d'informació bàsica

Consulteu la disponibilitat a CERCABIB

Llibre

Hosford, William F. Physical metallurgy. 2nd ed. Boca Raton : Taylor & Francis, 2010  

Reed-Hill, Robert E. ; Abbaschian, Reza. Physical metallurgy principles. 4th ed. Stamford : Cengage Learning , 2010  

Tisza, M. Physical metallurgy for engineers. Materials Park (Ohio) : ASM International, 2001