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INGENIERÍA

EN AERONÁUTICA

PROCESOS TÉRMICOS

PTER-ES

REV01

II

DIRECTORIO

Mtro. Alonso Lujambio Irazábal

Secretario de Educación Pública

Dr. Rodolfo Tuirán Gutiérrez

Subsecretario de Educación Superior

Mtra. Sayonara Vargas Rodríguez

Coordinadora de Universidades Politécnicas

III

PÁGINA LEGAL

Participantes

Mtro. Pablo Alejandro Arizpe - Universidad Politécnica Metropolitana de Hidalgo

Mtro. Victor Manuel Delgado Romero – Universidad Politécnica Metropolitana de Hidalgo

Primera Edición: 2014

DR 2014 Coordinación de Universidades Politécnicas.

Número de registro:

México, D.F.

ISBN-----------------

IV

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN ...........................................................................................................................................5

PROGRAMA DE ESTUDIOS .........................................................................................................................6

FICHA TÉCNICA............................................................................................................................................7

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA O PROYECTO ..........................................................................................9

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN ............................................................................................................13

GLOSARIO..................................................................................................................................................17

BIBLIOGRAFÍA ...........................................................................................................................................19

5

INTRODUCCIÓN

La Termoquímica se encarga de estudiar las características de una reacción química, con

respecto al requerimiento o liberación energética implicada en la realización de los cambios

estructurales correspondientes.

Si la energía química de los reaccionantes es mayor que la de los productos se produce una

liberación de calor durante el desarrollo de la reacción, en caso contrario se necesita una

adición de calor. Esto hace que las reacciones se clasifiquen en exotérmicas o endotérmicas

según que liberen o requieran calor.

La reacción entre hidróxido de sodio y ácido clorhídrico es altamente exotérmica, mientras

que la reacción de formación de óxido de magnesio a partir de oxígeno y magnesio es

endotérmica.

En todo proceso, tanto físico como químico, están implicadas ciertas energías de distintos

tipos (energía potencial, energía cinética, energía eléctrica…). La ciencia que estudia los

cambios energéticos en sus distintas manifestaciones, en cualquier tipo de proceso, recibe

el nombre de termodinámica.

Si dicha ciencia se aplica al estudio de los cambios químicos, entonces, como hemos

comentado previamente, la llamaremos termoquímica o termodinámica química. Aunque en

ocasiones no se consideran términos equivalentes.

6

PROGRAMA DE ESTUDIOS

Página intencionalmente dejaba en blanco.

7

FICHA TÉCNICA

PROCESOS TÉRMICOS

Nombre: Procesos Térmicos

Clave: PTER-ES

Justificación: Para mejorar las propiedades del material y obtener una geometría acorde de

los planos de ingeniería.

Objetivo:

El alumno implementará técnicas y procesos de transformación de materia

prima en producto a altas temperaturas, de acuerdo a especificaciones de

diseño utilizando equipo especial.

Habilidades:

Compresión de los principio de operación y funcionamiento de los diferentes

sistemas y maquinarias.

Identificación de los procesos más eficientes.

Implementar los conocimientos teóricos de forma tangible mediante

prácticas.

Competencias

genéricas a

desarrollar:

Aplicar los conocimientos en la práctica.

Gestionar la información.

Capacidades para análisis y síntesis.

Trabajar en forma autónoma y en equipo.

Capacidades a desarrollar en la asignatura Competencias a las que contribuye la

asignatura

Analizar las propiedades del material para

determinar el proceso térmico más apropiado

destinado para su mejora.

Gestionar procesos térmicos confiables,

seguros, rentables y adaptados hacia la mejora

continua.

Determinar mediante las propiedades

mecánicas del acero las condiciones óptimas

de su producción a partir de la fundición.

Planear la producción mediante técnicas

estandarizadas para determinar los límites y

niveles (tolerancias) que deben mantener las

operaciones del proceso.

Ejecutar sistemas de producción requeridos

para la transformación de materiales con base

a los requerimientos aeronáuticos.

Diferenciar propiedades y características de

materiales basado en su estructura para

permitir el óptimo uso de un componente

aeronáutico en un sistema determinado

empleados para procesos térmicos.

8

Estimación de tiempo

(horas) necesario para

transmitir el aprendizaje al

alumno, por Unidad de

Aprendizaje:

Unidades de

aprendizaje

HORAS TEORÍA HORAS PRÁCTICA

Presencial

No

presencial

Presencial

No

Presencial

Tratamientos

Termoquímicos

14 0 0 0

Fundición del acero 18 0 0 0

Principio de

soldadura:

Métodos y Técnica

13 0 20 0

Ajustes y Tolerancias 10 0 0 0

Total de horas por

cuatrimestre: 75

Total de horas por semana: 5

Créditos: 6

9

Nombre de la asignatura: Procesos Térmicos

Nombre de la Unidad de

Aprendizaje:

Tratamientos Termoquímicos

Nombre de la práctica o

proyecto:

Cuestionario tratamientos termoquímicos

Número: 1

Duración (horas) :

14

Resultado de

aprendizaje:

Al completar la unidad de aprendizaje, el estudiante será capaz de:

*Interpretar las definiciones y conceptos básicos del tratamiento químico

a los materiales

*Comprender los procesos de tratamiento termoquímico

Requerimientos (Material

o equipo): Pizarrón, marcadores, proyector, presentación, computadora.

Actividades a desarrollar en el cuestionario: (una vez que se dé la presentación del tema, el alumno

será capaz de responder el siguiente cuestionario de manera correcta). Se presentan las respuestas

que serían consideradas como correctas.

Cuestionario:

1. ¿Qué es un tratamiento termoquímico y de que se compone?

2. Explique claramente las etapas del tratamiento termoquímico.

3. Describa claramente el método de endurecimiento conocido como cementación y mencione

sus finalidades.

4. Dibuje y mencione las partes de las que se componen los hornos por quemadores de gas o

fuel-oíl, y por resistencia eléctrica.

5. ¿En qué consiste el proceso de cianuración?

6. Explique de que trata la nitruración.

7. Explique de manera clara la principal característica de la zona de difusión e el proceso de

nitruración.

8. Explique y dibuje los componentes de un horno para nitruración gaseosa.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA O PROYECTO

10

Evidencias a las que contribuye el desarrollo del cuestionario:

EC2: Examen escrito. Aplica los diferentes tipos de procesos termoquímicos y su aplicación en los

distintos tipos de materiales así como los conceptos básicos empleados en dichos procesos.

EP2: Preexamen. Realiza una evaluación previa de los conocimientos adquiridos por el estudiante

evidenciando si se han adquirido los conocimientos elementales que refieren los procesos

termoquímicos.

ED2: Exposición. Muestra las habilidades del estudiante para desarrollar el tema, y ejemplificar de

manera clara cada proceso, mostrando las etapas y aplicaciones del mismo.

11



Aprendizaje:

Fundición del acero


proyecto:

Cuestionario fundición del acero:

Número: 2

Duración (horas) :

18

Resultado de

aprendizaje:

Al completar la unidad de aprendizaje, el alumno será capaz de:

* Explicar claramente el proceso de fundición de acero desde la obtención

de la materia prima hasta el producto final.

*Conocer de manera evidente el funcionamiento, etapas y características

del alto horno.


o equipo): Pizarrón, marcadores, proyector, computadora, presentación.


será capaz de responder el siguiente cuestionario de manera correcta).

Cuestionario:

1. Mencione cuales son los métodos comunes de obtención del acero y explique alguno de ellos

2. Menciona mínimo 3 elementos aleantes del acero y mejoras obtenidas con la aleación

3. Realice el esquema de una planta de fundición de acero y mencione todas las secciones que lo

componen:

4. Dibuje el horno Martin-Siemens, mencione sus componentes:

Evidencias a las que contribuye el desarrollo del cuestionario:

EC2: Examen escrito. Considera la explicación del proceso de fundición del acero en todas sus

etapas, así como las características de la maquinaria empleada durante la fundición y las

características y propiedades de las materias primas empleadas para su obtención.

EP2: Prexamen. Realiza una evaluación previa de los conocimientos adquiridos por el estudiante

evidenciando si se han adquirido los conocimientos elementales que refieren a las características del

alto horno y su importancia en el proceso de fundición.

ED2: Exposición. Muestra las habilidades del estudiante para desarrollar el tema, y ejemplificar de

manera clara cada proceso, mostrando las etapas y aplicaciones del mismo.


12



Aprendizaje:

Principio de Soldadura, métodos y técnicas


proyecto:

Soldadura por arco eléctrico

Número: 3

Duración (horas) :

10

Resultado de

aprendizaje:


* Entender el funcionamiento de cada una de las técnicas de soldadura y

sus principales características

* Emplear los conocimientos adquiridos respecto a la soldadura por arco

eléctrico para desarrollar un modelo real a consideración del estudiante.


o equipo):

Planta de soldar, electrodos 6013 de 1/8 y 3/16, careta, bata, guantes,

botas industriales, lentes de protección.

Actividades a desarrollar en la práctica:

Se realizará una práctica de soldadura por arco eléctrico, en la que los alumnos ejecuten los

conocimientos adquiridos con respecto a la técnica enseñada.

En esta práctica se emplearán las diferentes técnicas usadas para soldar, como lo son: zigzag,

circular, y triangular.

Se pondrá a prueba al alumno pidiéndole explicación sobre los pasos a seguir para ejecutar

correctamente la técnica mostrada previamente.

Evidencias a las que contribuye el desarrollo de la práctica:

EC3: Examen escrito. Explica de manera clara los distintos métodos de soldadura, sus características

y aplicaciones.

EP3: Practica. Evidencia las habilidades del alumno para la unión de materiales por soldadura de arco

eléctrico, así como la elaboración de un modelo real a partir de dichas habilidades.

ED3: Exposición. Explica las características de Soldadura, métodos y técnicas


13



Aprendizaje:

Ajustes y Tolerancia


proyecto:

Compresión

Número: 4

Número: 10

Resultado de

aprendizaje:


*Entender los conceptos de ajustes y tolerancia a partir de las normativas

existentes de acuerdo a los procesos de manufactura empleados para la

obtención de piezas o elementos estructurales.


o equipo): Pizarrón, marcadores, proyector, presentación.


será capaz de responder el siguiente cuestionario de manera correcta).

Cuestionario:

1. Defina el concepto de tolerancia.

2. Para la siguiente pieza determine los valores de cota nominal y cota real, explique la diferencia

entre ellas. Proponga las medidas numéricas.


14

3. Escriba los nombre de los tipos de tolerancia de posición y de forma que se muestran a

continuación.

4. Defina el concepto de ajuste

5. Mencione y esquematice los diferentes tipos de ajustes.

Evidencias a las que contribuye el desarrollo de la práctica:

EC3: Examen escrito. Explica de manera clara el concepto de ajuste y tolerancia, así como su

importancia dentro de los proceso de conformado de piezas, su relación con la industria y

aplicaciones.

EP3: Preexamen. Evidencia los conocimientos elementales de tolerancia y su aplicación en el diseño y

manufactura de piezas.

ED3: Exposición. Explica las características y técnicas empleadas para determinar la tolerancia en un

material y sus aplicaciones.

15

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN

Nombre del instrumento de evaluación

Rubrica para la evaluación del reporte de trabajos de investigación

Universidad Universidad Politécnica Metropolitana de Hidalgo

Nombre del profesor

Materia Procesos Térmicos

Tema

Fecha

Evaluación Individual/Equipo

Criterios de evaluación % Cumplió Observaciones

Contenido El reporte entregado cumple con todos los puntos requeridos por el profesor los cuales aseguran que la investigación contiene información completa, ordenada y con limpieza, además de contener puntos clave tales como;

• Portada

• Introducción referida al contenido a abordar

• Desarrollo completo del tema de investigación con los puntos planteados por el profesor con un desglose propuesto con anterioridad

• Conclusiones claras y precisas

• Referencias bibliográficas que den fidelidad de la información plasmada en la investigación.

30

Contenido teórico del trabajo El desarrollo de la información presentada cuenta con un desarrollo de las ideas explicadas de manera completa, ordenada y concisa.

50

16

Puntualidad Es trabajo deberá ser entregado en los tiempos acordados previamente por el profesor con limpieza y presentación.

20

TOTAL 100

CALIFICACIÓN TOTAL

17

Rubrica para la evaluación de exposición


Nombre del profesor


Tema de exposición

Fecha

Nombre del alumno/integrantes de

equipo


Criterios de evaluación % Cumplió No cumplió Observaciones

Se cumple con el tiempo de presentación asignado

10

Presentación estética y formal por parte de cada miembro del equipo

10

Orden en la exposición 10

Contenido completo, claro y conciso 20

Dominio del tema 30

Aclaración de dudas al resto del grupo 10

Participación y apoyo entre los integrantes

10

Total 100

CALIFICACIÓN TOTAL

18

Rubrica para la evaluación de practica


Nombre del profesor


Práctica

Fecha

Nombre del alumno/integrantes de

equipo


Criterios de evaluación % Cumplió No cumplió Observaciones

Fundamentos teóricos anteriores y

posteriores acerca del procedimiento que se llevara a cabo

20

Los resultados obtenidos son los

esperados

30

La técnica utilizada es la apropiada

para su elaboración

20

Entrega de un reporte detallado con

los pasos y fundamentos teóricos que se efectuaron durante la practica

30

Total 100

CALIFICACIÓN TOTAL

19

GLOSARIO

Manufactura fase de la producción económica de los bienes y

servicios de una industria para la transformación de materia prima en un producto.

Material elemento que puede transformarse y agruparse en un

conjunto.

Superficie es el límite de un medio continuo en contacto.

Tratamiento superficial proceso de fabricación que se realiza para dar unas

características determinadas a la superficie de un objeto.

Tratamiento térmico conjunto de operaciones de calentamiento y

enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura.

20

BIBLIOGRAFÍA

Fundamentos de

manufactura moderna

M.P. Groover

2005

Pearson

Mexico D.F. 2005

Básica

Manufactura,

Ingeniería y Tecnología,

Vol. 1, Ingeniería y

tecnología de

materiales

S. Kalpakjian

2014

Pearson

Mexico D.F. 2014

Básica

Manufactura,

Ingeniería y Tecnología,

Vol. 2, Procesos de

manufactura

S. Kalpakjian

2014

Pearson

Mexico D.F. 2014

Básica

Fundamentos de

manufactura moderna

M.P. Groover

2005

Pearson

Mexico D.F. 2005

Básica

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