Descripción y contextualización de la asignatura

En esta asignatura se analizan las principales técnicas empleadas tanto en los procesos de obtención de materiales como en las posteriores operaciones para su transformación en productos finales.



Los objetivos específicos de aprendizaje de la asignatura son el estudio de las técnicas empleadas para la obtención y fabricación de los materiales estructurales. Dado que el estudio de los materiales cerámicos se aborda en profundidad dentro de la asignatura "Materiales Cerámicos y Hormigones", la presente asignatura se centra en los materiales metálicos, poliméricos y compuestos (composites). En el caso de los materiales metálicos se abordarán primero los principales procedimientos metalúrgicos empleados en su obtención, así como las técnicas industriales empleadas para su transformación en productos finales. En el caso de los materiales poliméricos se estudiarán los principales procesos de polimerización, así como las técnicas empleadas para la obtención de productos transformados. En lo relativo a los composites, la asignatura se centra en el análisis de las técnicas de fabricación de los materiales compuestos con matriz polimérica.



En concreto se desea que el alumno:

- Adquiera nociones fundamentales sobre las diferentes técnicas empleadas en la obtención de materiales, conociendo así mismo las implicaciones derivadas del empleo de las mismas.

- Conozca los principios termodinámicos que gobiernan las técnicas de obtención de materiales, y sea capaz, cuando sea posible, de aplicar modelos cinéticos que permitan conocer los tiempos de producción necesarios.

- Sea capaz de seleccionar una técnica de transformación adecuada teniendo en cuenta la naturaleza del material y la geometría de la pieza.

- Pueda evaluar las ventajas y las desventajas del empleo de diferentes procesos de transformación, en los casos en los que existan diferentes alternativas para la fabricación de una pieza.

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

CONVOCATORIA ORDINARIA

La nota final de la asignatura está dividida en dos partes:

- 50% de la nota final: evaluación del examen correspondiente al Bloque sobre metales.

- 50% de la nota final: evaluación del examen correspondiente al Bloque sobre polímeros y composites.



Los exámenes de evaluación constarán de una parte teórica de tipo test y de una parte práctica a desarrollar sobre alguna aplicación concreta, teniendo ambas partes el mismo peso (50%) en la evaluación final. Para aprobar la asignatura no es necesario superar ambas partes por separado, se considera suficiente que la nota final llegue al aprobado (5.0 ptos).



RENUNCIA: La no presentación a la prueba fijada en la fecha oficial de examen, supondrá la renuncia automática a la convocatoria ordinaria.



En el caso de que no se pueda realizar una evaluación presencial de la asignatura, se realizarán los cambios pertinentes para la realización de una evaluación online mediante la utilización de las herramientas informáticas existentes en la UPV/EHU. Las características de esta evaluación online serán publicadas en eGela.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA

- 100% de la nota final: evaluación del examen final.



El examen de evaluación constará de una parte teórica de tipo test y de una parte práctica a desarrollar sobre alguna aplicación concreta, teniendo ambas partes el mismo peso (50%) en la evaluación final.



En el caso de que no se pueda realizar una evaluación presencial de la asignatura, se realizarán los cambios pertinentes para la realización de una evaluación online mediante la utilización de las herramientas informáticas existentes en la UPV/EHU. Las características de esta evaluación online serán publicadas en eGela.

Temario

T0 INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA

1. Los materiales: propiedades y clasificación.

2. Origen de los materiales en la naturaleza.

3. Historia e importancia de los materiales.

4. La industria de los materiales en el mundo moderno.



BLOQUE I: MATERIALES METALICOS



T1 LA SIDERURGIA

1. Antecedentes históricos.

2. Siderurgia Integral y Eléctrica.

3. La industria siderúrgica en España.



T2 MATERIAS PRIMAS

1. Mineral de Hierro. Tipos. Ganga e impurezas.

2. Chatarra. Clasificación. Residuales.

3. Coque. Obtención y caracterización

4. Otros combustibles: Gas natural, fuel-oil, gas de coque, gas de Horno Alto, carbón pulverizado.

5. Fundentes: Ácidos, básicos y neutros. Refractarios.

6. Ferroaleaciones y elementos de adicción.



T3 REDUCCION DEL MINERAL DE HIERRO EN EL ALTO HORNO.

1. Preparación de minerales y materias primas

2. El Alto Horno

3. Instalaciones auxiliares.

4. Transformaciones: Evolución de la carga sólida y los gases en contracorriente.

5. El Arrabio. Impurezas. Desulfuración en el torpedo.

6. La Escoria. Formación y composición.

7. Prerreducidos y nuevas tecnologías alternativas al Alto Horno



T4 OBTENCION DEL ACERO.

1. Introducción al Convertidor Básico al Oxígeno (BOF).

2. Tipos de Convertidor.

3. Descripción del proceso en Convertidor.

4. Convertidor de soplado mixto.

5. Introducción al Horno de Arco Eléctrico (EAF).

6. Tratamiento de materias primas.

7. Proceso con una sola escoria.

8. Proceso de doble escoria.



T5 OPERACIONES DE METALURGIA SECUNDARIA

1. Introducción.

2. Desgasificación.

3. Decarburación.

4. Desulfuración y defosforación

5. Afino al vacío

6. Afino sin vacío

7. Inclusiones no metálicas: problemática y control



T6 COLADA DEL ACERO

1. Colada Semicontinua del acero.

2. Colada Continua del acero.



T7 LAMINACION EN CALIENTE

1. Introducción.

2. Hornos de calentamiento. Tipos.

3. Tren de bandas en caliente. Descripción. Cambios microestructurales.

4. Tren de chapa gruesa. Tren estructural. Tren de alambrón.



T8 PRODUCTOS TRANSFORMADOS EN FRIO Y PRODUCTOS REVESTIDOS

1. Laminación en frio.

2. Acabados superficiales. Corrosión.

3. Proceso de fabricación de la Hojalata.

4. Procesos de Galvanización en Caliente y Electrocincado.



T9 FORJA Y PRODUCTOS TUBULARES

1. Ciclo térmico de la Forja.

2. Forja libre.

3. Mejoras metalúrgicas del proceso.

4. Procesos de fabricación de tubos: con soldadura y sin soldadura.



T10 MOLDEO

1. Moldeo de aceros.

2. Moldeo de fundiciones.



T11 FABRICACION DEL COBRE

1. Pirometalurgia.

2. Hidrometalurgia.

3. Aleaciones más importantes y aplicaciones.



T12 FABRICACION DEL ALUMINIO

1. Proceso Bayer.

2. Electrólisis del Aluminio.

3. Aleaciones más importantes y aplicaciones.



BLOQUE II: MATERIALES POLIMERICOS Y COMPOSITES



T13 CONCEPTOS PREVIOS A LAS REACCIONES DE POLIMERIZACION.

1. Velocidad de reacción.

2. Etapa elemental y Molecularidad.

3. Mecanismo de reacción.

4. Ecuaciones integradas de velocidad.

5. Equilibrio termodinámico.

6. Peso molecular y Distribución de pesos moleculares.



T14 POLIMERIZACION RADICALARIA.

1. Introducción.

2. Iniciadores Radicalarios.

3. Cinética de la Polimerización Radicalaria Ideal.

4. Grado de Polimerización.

5. Reacciones de Transferencia.

6. Efectos cinéticos no-ideales en sistemas reales.

7. Termodinámica de polimerización. Temperatura techo



T15 POLIMERIZACION POR ETAPAS

1. Introducción

2. Funcionalidad y estructura

3. Grado de polimerización: ecuación de Carothers

4. Cinética de la Polimerización por etapas



T16 COPOLIMERIZACION RADICALARIA

1. Introducción

2. La ecuación del copolímero

3. Relaciones de reactividad y distribución de secuencias



T17 POLIMERIZACION IONICA

1. Introducción

2. Polimerización aniónica: mecanismo y grado de polimerización.

3. Polimerización catiónica: mecanismo y grado de polimerización.



T18 POLIMERIZACION POR COORDINACION

1. Introducción

2. Catálisis Ziegler-Natta.

3. Catálisis metalocénica.



T19 TECNICAS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACION

1. Introducción

2. Polimerización en masa.

3. Polimerización en solución.

4. Polimerización en suspensión.

5. Polimerización en emulsión.



T20 TRANSFORMACION DE TERMOPLASTICOS (TP)

1. Extrusión de TP.

2. Inyección de TP.

3. Termoconformado.

4. Inyección-estirado-soplado.

5. Moldeo rotacional.

6. Calandrado

7. Hilado de fibras



T21 TRANSFORMACION DE TERMOESTABLES

1. Moldeo por compresión.

2. Moldeo por transferencia.

3. Moldeo por inyección.

4. Moldeo por inyección reactiva (RIM)



T22 FABRICACION DE COMPOSITES

1. Moldeo por contacto

2. Colocación automática.

3. Moldeo por saco de vacío/Autoclave.

4. Moldeo por proyección

5. Moldeo por transferencia de resina (RTM).

6. Moldeo por Infusión al vacío (VIP).

7. Moldeo por Infusión de película de resina (RFI)

8. Enrollamiento Filamentario.

9. Pultrusión.

10. Moldeo por compresión: SMC y BMC.

11. Moldeo por Inyección Reactiva (RIM)

12. Composites de matriz termoplástica: Moldeo por compresión (GMT).

Bibliografía

Materiales de uso obligatorio

Todo el material docente necesario para seguir la asignatura es facilitado por el profesorado en el servicio de reprografía de la escuela. Así mismo los alumnos pueden descargarse los apuntes de la asignatura en formato digital desde eGela.

Bibliografía básica

Bloque I: Materiales Metálicos



- Materiales Metálicos. Apuntes de la profesora Esperanza Díaz, 2011.

- La fabricación del acero, J.M. Repáraz Palacios y col., UNESID, Madrid 2002.

- Aluminio I. Producción del aluminio. Pechiney, Urmo S.A. de ediciones, 1971.





Bloque II: Materiales Poliméricos y Composites



- Apuntes del profesor: Materiales poliméricos y cerámicos (eGela).

- Fundamentals of Polymer Engineering, 2nd Ed., A. Kumar, R. K. Gupta, Marcel Dekker, 2003.

- Principles of Polymerization, 4th Ed., G. Odian, Wiley, 2004.

Bibliografía de profundización

Bloque I: Materiales Metálicos







- Chemical Metallurgy, 2nd ed., J. J. Moore, Butterworth & Co., 1990.



- Fundamentals of Steelmaking, E. T. Turkdogan, Institute of Materials, Cambridge, 1996







Bloque II: Materiales Poliméricos y Composites







- Principles of Polymer Systems, 6th Ed., F. Rodriguez y col., CRC Press, 2015.

Revistas

Bloque I: Materiales Metálicos







- Revista de Metalurgia - CSIC (http://revistademetalurgia.revistas.csic.es/)



- Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales (http://www.rlmm.org/)







Bloque II: Materiales Poliméricos y Composites







- Revista de Plásticos Modernos (http://www.revistaplasticosmodernos.es/)



- Mundoplast (https://mundoplast.com/)

Enlaces

- Instituto Europeo del cobre. http://www.copperalliance.es/



- Macrogalleria: http://pslc.ws/macrog/maindir.htm