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MARINHA DO BRASIL CENTRO DE INSTRUÇÃO E ADESTRAMENTO AERONAVAL 3º SG AV SV COUTO.

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1 MARINHA DO BRASIL CENTRO DE INSTRUÇÃO E ADESTRAMENTO AERONAVAL 3º SG AV SV COUTO

2 TEORIA DA CORROSÃO

3 TEORIA ATÔMICA TÓPICOS: Fatos históricos; Subdivisões do átomo; Massa das partículas atômicas; Carga elétrica;

4 TEORIA ATÔMICA Íons; Camadas eletrônicas ; Número atômico; Número de massa; e Massa atômica. TÓPICOS:

5 TEORIA ATÔMICA Citar os elementos constituintes do átomo e sua divisão ; OBJETIVOS: Reconhecer a distribuição de elétrons nas Camadas eletrônicas; e Definir número atômico, número de massa e massa atômica.

6 Teoria Iônica Tópicos: Ligação iônica ou Eletrovalente : Ocorre entre um átomo que quer doar e outro que quer receber elétrons. Ligação Covalente ou molecular : Ocorre entre átomos que precisam ganhar elétrons.

7 Ligações Químicas : Átomos Estáveis Átomos Instáveis Teoria Iônica

8 Valência de um átomo: Número de Elétrons que um átomo pode perder, ganhar ou compartilhar. Oxidação: É a perda de életrons de um elemento químico. Redução: É o gando de elétrons de um elemento químico. Número de oxidação: É a representação gráfica da valência de um elemento químico.

9 Teoria Iônica O processo de oxi-redução: Oxidação = perda de elétrons = aumento do nox. Redução = ganho de elétrons = diminuição do nox. Dissociação Iônica: Propriedade característica de substâncias iônicas que, ao interagirem com a água, são separadas e hidratadas. Ex: NaCl H2O = Na+ + Cl-

10 Teoria Iônica Ionização: Properidade característica de algumas substâncias moleculares que, ao entrarem em contato com a água, reagem e dão origem a íons. Ex: HCl H2O = H+ + Cl-

11 Teoria Iônica 1 1H1H 2 He He 2 3 Li Li 4 Be Be 5B5B 6C6C 7N7N 8O8O 9F9F 10 Ne Ne 3 11 Na Na 12 M g M g 13 Al Al 14 Si Si 15 P P 16 S S 17 Cl Cl 18 Ar Ar 4 19 K K 20 Ca Ca 21 Sc Sc 22 Ti Ti 23 V V 24 Cr Cr 25 M n M n 26 Fe Fe 27 Co Co 28 Ni Ni 29 Cu Cu 30 Zn Zn 31 G a G a 32 G e G e 33 As As 34 Se Se 35 Br Br 36 Kr Kr 5 37 Rb Rb 38 Sr Sr 39 Y Y 40 Zr Zr 41 Nb Nb 42 M o M o 43 Tc Tc 44 Ru Ru 45 Rh Rh 46 Pd Pd 47 Ag Ag 48 Cd Cd 49 In In 50 Sn Sn 51 Sb Sb 52 Te Te 53 I I 54 Xe Xe 6 55 Cs Cs 56 Ba Ba * 72 Hf Hf 73 Ta Ta 74 W W 75 Re Re 76 Os Os 77 Ir Ir 78 Pt Pt 79 Au Au 80 Hg Hg 81 Tl Tl 82 Pb Pb 83 Bi Bi 84 Po Po 85 At At 86 Rn Rn 7 87 Fr Fr 88 Ra Ra ** 10 4 Rf Rf 10 5 Db Db 10 6 Sg Sg 10 7 Bh Bh 10 8 Hs Hs 10 9 Mt Mt 11 0 Ds Ds 11 1 Rg Rg 11 2 Uu b Uu b 11 3 Uu t Uu t 11 4 Uu q Uu q 11 5 Uu p Uu p 11 6 Uu h Uu h 11 7 Uu s Uu s 11 8 Uu o Uu o

12 Objetivos Diferenciar ligação iônica ou eletrovalente de ligação covalente ou molecular; Reconhecer átomos estáveis, átomos instáveis, valência de um átomo, oxidação, redução, número de oxidação, processo de oxi-redução, dissociação iônica e ionização Teoria Iônica

13 Funções Químicas Definição: São substâncias com propriedades químicas semelhantes. Ácidos: Presença de hidrogênio na sua composição. Ex: HBr H2O H+ + Br- Bases: Presença da Hidroxila ( OH) na sua composição. Ex: NaOH H2O Na + OH

14 Funções Químicas Sais: Resultante da combinação de um ácido com uma base. Ex: HCl + NaOH = NaCl + H2O Óxidos: Composto binário, sendo um deles o oxigênio. Ex: FeO = Óxido de ferro MgO= Óxido de magnésio AlO3= Óxido de alumínio

15 Potencial de Eletrodo Generalidades Tabela galvânica > Apresenta a resistividade de um metal ou liga à oxidação provocada por um eletrólito. O mais resistente é denominado catodo em relação aos que se seguem. Por exemplo : A platina.

16 Potencial de Eletrodo É catodo em relação ao ouro (anodo), Enquanto este (ouro) é catodo em relação ao grafite (anodo) e assim por diante. Tabela galvânica tendo como eletrólito a água do mar.

17 Formas de corrosão Definição: Reações químicas heterogêneas ou eletroquímicas onde o metal age como oxidante, cedendo elétrons, que são recebidos por uma substância redutora, existente no meio corrosivo, ocasionando a destruição do metal, progredindo através de sua superfície.

18 Formas de corrosão Tipos de corrosão: Corrosão uniforme: Processa-se em toda a extensão da superfície, ocorrendo perda uniforme de espessura. Chamada por alguns de corrosão generalizada.

19 Formas de corrosão Corrosão por placas: Localiza-se em regiões da superfície e não em toda sua extensão, formando placas com escamações.

20 Corrosão alveolar: Processa-se na superfície metálica, progredindo sulcos ou escavações semelhantes a alvéolos, de fundo arredondado e profundidade geralmente menor que seu diâmetro. Formas de corrosão

21 Corrosão puntiforme: Processa-se em pontos ou em pequenas áreas localizadas nas superfícies metálicas, produzindo pites, que são cavidades que apresentam o fundo em forma angulosa e profundidade geralmente maior que o seu diâmetro. Chamada também de corrosão por pite ou pitting. Formas de corrosão

22 Corrosão intergranular: Dá-se entre os grãos da rede cristalina do material metálico, o qual perde suas propriedades mecânicas quando submetido a grandes esforços..

23 Formas de corrosão Corrosão filiforme : Processa-se sob a forma de finos filamentos, que se propagam em direçoes que não se cruzam. Ocorre geralmente em superfícies metálicas com tintas ou metais, ocasionando deslocamento de revestimento.

24 Formas de corrosão Corrosão por esfoliação: desenvolve-se em diferentes camadas e o produto da corrosão, formado entre a estrutura de grãos alongados, separa as camadas ocasionando o inchamento do material metálico.

25 Formas de Corrosão Meios corrosivos Faz-se importante o seu estudo para indicação do material mais adequado a ser utilizado em determinados equipamentos ou instalações. Os meios corrosivos mais frequentemente encontrados são: atmosfera, água natural, solo, produtos químicos, alimentos, substâncias fundidas e solventes orgânicos.

26 Atmosfera: Sua ação corrosiva depende fundamentalmente dos fatores: Substâncias poluentes: partículas sólidas e gases; Temperatura; Umidade relativa; Tempo de permanência do filme de eletrólito na superfície metálica; Intensidade e direção dos ventos; Variações cíclicas de temperatura, umidade e chuvas Formas de Corrosão

27 Água natural: Sua ação corrosiva depende de várias substâncias que podem estar contaminando a mesma: gases dissolvidos, sais dissolvidos, matéria orgânica de origem animal ou vegetal e bactérias em suspensão. Solo: Sua ação corrosiva depende dos seguintes fatores: Porosidade(aeração), condutividade elétrica, sais dissolvidos, umidade, correntes de fuga, ph e bactérias.

28 Formas de Corrosão Produtos químicos: Duas possiblidades devem consideradas para surgimento da corrosão em equipamentos usados nos processos químicos: Deterioração do material metálico do equipamento e contaminação do produto químico. Alimentos: A importância do seu efeito corrosivo está ligada à formação de possíveis sais metálicos tóxicos, originados de ácidos orgânicos usados como agentes conservadores dos alimentos, que podem atacar os recipientes metálicos.

29 Formas de Corrosão Substâncias fundidas: O surgimento da corrosão está relacionado ao fato do material metálico ser solúvel no composto ou na fundição. No caso de metais fundidos pode ter: Formação de ligas, formação de compostos intermediários, penetração de metal líquido intergranular no metal sólido e transferência de massa. Solventes orgânicos: Os casos de corrosão originados por eles ficam mais relacionados à presença de impurezas que possam conter, tornando-os corrosivos para determinados materiais metálicos.

30 Revestimento não metálico orgânico Pintura Série galvânica dos metais usados na indústria aeronáutica ( extremidade anódica) (extremidade catódica) Corrosão galvânica: Medidas que devem ser tomadas para minimizar a corrosão galvânica nas junções metálicas: < usar sempre que possível materiais nobres próximos;

31 Revestimento não metálico orgânico < Situar materiais de nobreza diversa o mais afastado possível, numa mesma estrutura; < Superdimensionar peças de material menos nobre, onde é prevista a corrosão galvânica; < Usar, se possível, isolamento elétrico entre junções de materiais de nobreza diversa; < manter sempre que possível a relação área anódica/ catódica maior que 1(um); < Usar pintura e não se esquecer de recobrir também o material mais nobre;

32 Revestimento não metálico orgânico < recorrer à proteção catódica ou ao uso de inibidores de corrsão. Proteção catódica: Usada para combater a corrosão das instalações enterradas, submersas ou em contato com eletrólitos. Consiste em colocar-se no material a ser protegido anodos de sacrifícios para que sejam atacados pela corrosão.

33 Revestimento não metálico orgânico Preparo da superfície Decapantes: remoção de tintas. Lixas: Desbastar e nivelar superfícies, remover tintas e corrrosão. Jateamento abrasivo: Grãos de areia. Usado em metais mais resistentes como como ferro e aço.

34 Revestimento não metálico orgânico Espátulas: < Espátula plástica < Espátula de acrílico( rígida) < Espátula metálica < Espátula de madeira Escovas: As mais usadas são as de aço. Detergentes: Remover sujeiras. Desengraxantes: Retirar a gordura que permanece da lavagem com detergentes.

35 Revestimento não metálico orgânico Sequência de reparo da supefície: 1- Lavar a supefície; 2- Remover a corrosão; 3- lavar novamente e desengordurar; 4- Aplicar tinta de fundo; 5- Aplicar a massa niveladora; 6- Aplicar tinta de acabamento.

36 Composição das tintas: Generalidades: Combinação de diversas matérias-primas, de maneira a formar uma suspensão homogênea de minúsculas partículas sólidas ( pigmentos) dispersas em um líquido (veículo) em presença ou não de componentes em menores proporções chamados aditivos. Veículos: Volátil (solvente): tem a finalidade de dissolver a resina e permitir a obtenção da viscosidade adequada à aplicação das tintas. Revestimento não metálico orgânico

37 Não volátil ( resina): Tem a função de envolver as partículas de pigmento e mantê- las unidas entre si e ao substrato. Fornece impermeabilidade, continuidade e flexibilidade à tinta, além da aderência entre ela e o substrato. Pigmentos: Pequenas partículas de mais ou menos 5 µ de diâmetro, que em suspensão na tinta líquida( o veículo), são aglomerados pele resina após a secagem.

38 Revestimento não metálico orgânico Pigmento inerte( carga): Baixo poder de cobertura, praticamente não interferem nas tonalidades das tintas, por não possuírem cor. É usado por razões técnicas e econômicas. Pigmento ativo: recebem esta designação Poe terem uma função bem definida dentro da tinta. Têm-se os pigmentos coloridos, anticorrosivos, especiais etc. Aditivos: Secante, plastificante, antimofo, antisedimentante, nivelante, dispersante, antiespumante.

39 Revestimento não metálico orgânico Tipos de tintas e suas características Tintas poliuretano: Componente A: Resina e pigmentos (tinta); Componente B: Isoscianato alifático e solventes (catalizador). < Cura pela reação química. Características: Aplicação- pintura de acabamento externo de aeronaves.

40 Revestimento não metálico orgânico Tintas acrílicas: Conhecida como tinta de efeito metálico. Características:Aplicação–Pintura automotiva. Tintas duco: Características: Grande rendimento, secagem rápida, ótimo brilho, fácil polimento e boa durabilidade, fácil uniformidade da pintura após retoque.

41 Revestimento não metálico orgânico Tintas sintéticas: Características: Variedades de cores, fácil aplicação, grande rendimento e durabilidade. Aplicação das tintas: As tintas podem ser aplicadas por três processos: < pulverização; < imersão; < Pincéis e rolos.

42 Revestimento não metálico orgânico Pulverização: Deve ser mantida uma distância entre a capa de ar (saída de tinta) e a superfície a ser pintada, de 20 a 30 cm. < melhor acabamento; < maior desperdício de tinta; < Pode-se pintar grandes peças. Imersão: Usado em pequenas peças.

43 Revestimento não metálico orgânico Pincéis e rolos: < tipo de aplicação mais fácil; < pouco desperdício de tinta; < equipamento de aplicação é mais barato. Equipamentos utilizados em pintura: < compressor de ar; < linhas de ar ( canalizações rígidas e flexíveis) < filtros de linha; < pistola ou revólver de pulverização.

44 Revestimento não metálico orgânico Tipos de pistolas de pulverização: < pistola com válvula de ar e alimentação por sucção; < pistola de pulverização com alimentação por pressão; < pistola de ar direto; < pistola de pulverização e alimentção positiva(gravidade)

45 Revestimento não metálico orgânico Quanto à pressão de trabalho as pistolas se dividem em três grupos: < baixa pressão e ar direto ( de 10 a 40 PSI); < média pressão ( de 30 a 60 PSI); < alta pressão ( de 40 a 80 PSI)

46 Revestimento não metálico orgânico Viscosímetros Copo ford nº 4 Coador de tintas Preparação das tintas: Devem ser observados os seguintes itens: < viscosidade adequada; < tipo de diluente; < quantidade de diluente;

47 Revestimento não metálico orgânico < tempo de secagem; < tempo de cura após secagem; < quando possui dos componentes, verificar a proporção da mistura. Problemas na pintura Empolamento: É a formação de bolhas na película de pintura.

48 Revestimento não metálico orgânico Causas: < umidade; < preparação ou limpeza inadequada das superfícies; < uso de thinner/ diluentes de má qualidade ou de evaporação muito rápida; < aplicação de demãos muito grossas e não observância do tempo correto de intervalo;

49 Revestimento não metálico orgânico < contaminação das linhas de ar e dos equipamentos de pintura. Correções: dano profundo: lixar até o primer ou removê-lo até o metal e repintar. Dano superficial: lixar o acabamento até eliminar as bolhas, aplicar um primer surfacer e repintar.

50 Revestimento não metálico orgânico Enrugamento: Tem aparência de uma distorção ou encolhimento do acabamento e ocorre durante a secagem. Causas:

51 Revestimento não metálico orgânico < temperaturas inadequadas ou correntes de ar quente na oficina; < aceleração da secagem com jato de ar ou painel de secagem. Correções: < remover o acabamento da zona afetada; < observar a temperatura ambiente; < usar thinner adequado

52 Revestimento não metálico orgânico < regular o equipamento de pintura; < evitar aplicações de demãos grossas; < observar os intervalos adequados. Escorrimento: ocorre quando a aplicação é muito carregada e não se alastra uniformemente. Acontece com maior frequência em superfícies verticais.

53 Revestimento não metálico orgânico causas: < diluição excessiva; < uso de diluente inadequado; < excessivas demãos de tinta sem observar os intervalos adequados; < baixa pressão de ar, provocando falta de pulverização;

54 Revestimento não metálico orgânico < pistola muito perto da superfície a ser pintada; < temperatura ambiente muito baixa. Correções: < lave a área afetada com solvente, deixe secar, lixe e repinte. Fissuras: Apresenta-se na forma de pequenas, médias e grandes rachaduras na película da tinta.

55 Causas: < preparação inadequada da superfície; < materiais msiturados inadequadamente; < pintura sobre superfícies com acabamento envelhecido, sem o correto preparo. Correções: < remover toda pintura em mau estado até retirar as rachaduras e repintar. Revestimento não metálico orgânico

56 Marcas de lixa: a superfície dá impressão de ter sido lixada exageradamente, caracterizando uma superfície mal preparada. Causas: < Mais comum em cores escuras e ocorre quando o thinner usado na diluição penetra muito na superfície preparada. Correções: lixar até obter uma superfície lisa e aparelhar com primer-surfacer antes de repintar.

57 Manganês: Seus principais minérios são: pirolusita, bauxita e manganita, nº atômico é 25. Emprego: composição de ligas de alumínio. OBTENÇÃO DOS PRINCIPAIS METAIS

58 Manganês:

59 PIROLUSITA

60 Manganês:

61 Cromo: É um metal duro, com alto ponto de fusão, largamente empregado na formação de ligas, conjugado ao níquel, tungstênio, molibdênio e ao vanádio, bem como na eletrodeposição OBTENÇÃO DOS PRINCIPAIS METAIS

62 Cromo:

63 Molibdênio (ou simplesmente MOLY) É um metal que adicionado ás ligas de aço, acrescenta-lhes certas qualidades: reduz a granulação e aumenta o limite de elasticidade, o valor de impacto e a resistência ao desgaste e fadiga. OBTENÇÃO DOS PRINCIPAIS METAIS

64 Molibdênio (ou simplesmente MOLY)

65 Vanádio: É o elemento de ligação mais caro das ligas que o contêm. Melhora a granulação estrutural, aumenta a resistência, além de oferecer excelente resistência aos impactos e vibrações. Perfaz um percentual de até 20% das ligas. OBTENÇÃO DOS PRINCIPAIS METAIS

66 Vanádio:

67 Tungstênio: Não tem emprego direto na construção de aeronaves. Entretanto, por possuir uma propriedade particular denominada Dureza Vermelha torna-se ideal na produção de ferramenta de corte de alta velocidade. Na forma de carboneto de tungstênio cementado, recebe os nomes comerciais de Caboloy, Videa e Estelite. OBTENÇÃO DOS PRINCIPAIS METAIS

68 Tungstênio:

69

70 Titânio: É um metal leve e forte, de alta resistência à corrosão, trabalha em alta temperatura e seu ponto de fusão é 1.815,5ºC. O titânio puro, forma na sua composição 99% de titânio, e 0.20% de carbono, oxigênio, ferro e outros elementos. OBTENÇÃO DOS PRINCIPAIS METAIS

71 Titânio:

72 Magnésio: É o metal mais leve mundialmente conhecido. Pode ser obtido dos minérios dolomita e magnesita, que são extraídos do subsolo na forma de salmoura. Emprego: composição de ligas de alumínio. OBTENÇÃO DOS PRINCIPAIS METAIS

73 Magnésio: MAGNESITA

74 Magnésio: DOLOMITA

75 Magnésio:

76 Ferro: Normalmente não é empregado isoladamente, mas associado a carbono e a outros elementos formando o grupo das ligas Ferrosas. OBTENÇÃO DOS PRINCIPAIS METAIS

77 Ferro:

78 LIGAS METÁLICAS NÃO FERROSAS.

79 TÓPICOS: Classificação das ligas metálicas; Ligas de Alumínio; Tratamento Térmico para as ligas de alumínio; Ligas de Magnésio; e Titânio e suas Ligas.

80 LIGAS METÁLICAS NÃO FERROSAS. OBJETIVOS: Citar a classificação das ligas metálicas; Listar algumas da características do Alumínio; Descrever a codificação das ligas de Alumínio; Descrever a codificação das ligas de Magnésio; e Citar a codificação do Titânio e suas Ligas.

81 LIGAS METÁLICAS NÃO FERROSAS. As principais ligas não ferrosas usadas na construção de aeronaves são: de alumínio, de magnésio e de titânio. FERROSAS(percentual de Fe superior a 2%). NÃO-FERROSAS. CLASSIFICAÇÃO

82 LIGAS METÁLIGAS NÃO FERROSAS Ligas de Alumínio: O alumínio é um metal com aspecto branco cinzento, lustroso, leve e resistente à corrosão quando puro. Contém 99% de alumínio e 1% de outros elementos. Ele é dúctil, maleável e não magnético.

83 Na formação de ligas, combina-se com vários metais como cobre, manganês, magnésio, silício, zinco, estas ligas são conhecidas comercialmente por DURAL. ALCLAD é a denominação de uma liga de alumínio com uma película de alumínio puro em sua superfície, que protege da ação corrosiva. Ligas de Alumínio:

84 As ligas de alumínio são codificadas por um conjunto básico de quatro números, os quais identificam o metal predominante na ligação, o tratamento térmico imposto à liga, as modificações nos limites de impureza e a resistência ao cisalhamento. O primeiro algarismo do código identifica o maior elemento na formação da liga, o segundo representa o controle de impurezas existentes na liga; se for zero, indica que não existe controle de impureza. Os dois últimos dígitos indicam a porcentagem mínima de alumínio. Ligas de Alumínio(cont.)

85 Norma NBR 6834 da ABNT THE ALUMINUM ASSOCIATION.INC(AA), Associação dos produtores norte-americanos CODIFICAÇÃO

86 1XXX-Alumínio comercialmente puro em diferentes graus de pureza,desde 99,00%(denominado 1000) até 99,99%(denominado 1099).Indústria química e elétrica. 2XXX-Cobre.Aeronaves (elevada resistência mecânica) 3XXX-Manganês.Aplicações arquitetônicas e produtos de uso geral. 4XXX-Silício.Varetas ou eletrôdos de solda e chapas para brasagem. 5XXX-Magnésio.Produtos expostos à atmosfera marinha como cascos de barcos. EMPREGO

87 6XXX-Magnésio e Silício(ligas TRATADAS TERMICAMENTE DE MÉDIA RESISTÊNCIA).Produtos extrudados de uso arquitetônico. 7XXX-Zinco(ligas TRATADAS TERMICAMENTE DE ALTA RESISTÊNCIA.São tão resistentes quanto o aço estrutural, mas necessitam de proteção superficial. Estas ligas são utilizadas quando o fator resistência/peso for o principal, como na aviação.

88 EXEMPLO: = Indica o metal predominante. 1= Percentagem do controle de impureza, 10% 30= Percentagem mínima de alumínio (30%) Ligas de Alumínio(cont.)

89 Algarismos que representam os metais predominantes na liga de alumínio: 1 XXX 2 XXX 3 XXX 4 XXX 5 XXX 6 XXX 7 XXX Alumínio Cobre Manganês Silício Magnésio Magnésio e Silício Zinco Ligas de Alumínio Cont.)

90 LIGAS METÁLIGAS NÃO FERROSAS Ligas de Magnésio: O magnésio é o metal mais leve empregado na construção de aeronaves, principalmente na construção de rodas de trem de pouso e caixa de transmissão de rotor de cauda.

91 Codificação das Ligas de Magnésio. São identificadas por um sistema padronizado de letras e números. As letras identificam os metais de ligação na formação da liga.

92 EXEMPLO: A -- Alumínio. Z -- Zinco (elemento de ligação) 9 -- Porcentagem de Alumínio 2 -- Porcentagem de Zinco. A -- Índice de padronização. T4 – Tratamento térmico. AZ92A-T4 Codificação das Ligas de Magnésio.

93 Ligas de Magnésio (cont). a) Letras que identificam os elementos de ligação: A – Alumínio. B – Terras raras. H – Tório. K – Zircônio. M – Manganês. Z – Zinco. As ligas de magnésio e de alumínio são classificadas de acordo com o padrão. A.S.T.M. ( AMERICA SOCIETY FOR TESTING METALS ).

94 LIGAS DE ALUMÍNIO

95 TRATAMENTO TÉRMICO Consiste em uma série de operações envolvendo aquecimento e resfriamento controlados, de um metal no estado sólido. É efetuado nos metais com o propósito de obter ou recuperar certas caracteríscas desejadas, tornando-se apropriados a uso específico. METAL-Estrutura na forma de cristais compostos de elementos químicos,com propriedades físicas e químicas.

96 LIGAS DE ALUMÍNIO LIGAS TERMICAMENTE TRATÁVEIS.Podem endurecer por meio de tratamento térmico de solubilização e envelhecimento 2XXX 6XXX 7XXX 8XXX(a maioria) SÉRIES

97 LIGAS cujo aumento de dureza só pode ser obtido mediante TRABALHO MECÂNICO e conseqüentemente ENCRUAMENTO LIGAS DE ALUMÍNIO 1XXX 3XXX 4XXX 5XXX). SÉRIES

98 Varias ligas de alumínio respondem prontamente ao tratamento térmico. Em geral, estes tratamentos consistem em aquecer a liga a uma temperatura previamente definida, mantendo-a nesta temperatura por um tempo determinado e, em seguida, resfriá-la á temperatura ambiente. Durante o processo de aquecimento, vários constituintes da liga são levados a uma condição de solução sólida. Tratamento Térmico (Cont.)

99 O aquecimento geralmente é feito em fornos de ar quente ou forno de BANHO de SAL FUNDIDO, uma mistura de partes iguais de nitrato potássio nitrato sódio(possui alta taxa de calor e fornece suporte ao metal), prevenindo possíveis deformações em altas temperaturas.. Todas as peças tratadas em banho de salmoura deverão ser enxaguados em água pura após o tratamento. Tratamento Térmico (Cont.)

100 TIPOS DE TRAMENTO TÉRMICO: - SOLUÇÃO(ENVELHECIMENTO NATURAL). - PRECIPTAÇÃO(ENVELHECIMENTO ARTICIAL). - RECOZIMENTO OBS: Determinadas ligas desenvolvem sua completa resistência com o tratamento térmico por solução, enquanto outras requerem dois processos para alcançarem as caracteríscas desejadas. Tratamento Térmico ( Cont.) -PLENO OU TOTAL. -PARCIAL.

101 Tratamento Térmico por SOLUÇÃO. O tratamento térmico por solução consiste em aquecer(uniformemente) a liga a uma temperatura definida (até cerca de 500°C), gerando uma solução sólida(dissolução dos ELEMENTOS DE LIGA), saturando-a por um determinado período e em seguida RESFRIANDO-A rapidamente EM ÁGUA FRIA. Este processo é conhecido como ENVELHECIMENTO NATURAL ou ENDURECIMENTO POR ENVELHECIMENTO. Tipos De Tratamento Térmico (cont.): O resfriamento rápido previne temporariamente a PRECIPITAÇÃO dos elementos da liga.

102 Esta condição é instável. Gradualmente, os constituintes precipitam-se de uma maneira extremamente fina (somente visível por potentes microscópios), alcançando o máximo efeito de endurecimento (envelhecimento). Em algumas ligas isto ocorre espontaneamente depois de alguns dias (envelhecimento natural). Outras requerem um reaquecimento por algumas horas a cerca de 175°C (tratamento de PRECIPITAÇÃO). Tratamento Térmico por SOLUÇÃO.

103 PRECIPITAÇÃO - Reação química na qual é formada uma substância insolúvel (o precipitado) no interior de um dissolvente;

104 As ligas 2017 e 2024 tornam-se totalmente envelhecidas após 4 a 5 dias de resfriamento á temperatura ambiente. Tratamento Térmico por SOLUÇÃO (cont.) Entre os efeitos de um tratamento térmico completo estão um aumento substancial no limite de resistência à tração e uma redução da ductilidade. Normalmente, o tratamento térmico é precedido de uma operação de conformação severa, se for necessária.

105 Tratamento Térmico por PRECIPTAÇÃO. O tratamento térmico por Precipitação consiste em envelhecer as peças previamente tratadas por solução, a uma temperatura definida(cerca de 175°C) por um considerável período. Os processos de tratamento térmico por solução e precipitação impõem às ligas características funcionais para seu desempenho, tornando-as resistentes ás solicitações MECÂNICAS de VÔO. TIPOS DE TRAMENTO TÉRMICO:

106 Tratamento Térmico por RECOZIMENTO. O Recozimento é um processo de tratamento térmico imposto ao metal com a finalidade de remover os efeitos de endurecimento das ligas tratadas termicamente ou pelo trabalho a frio. Consiste em aquecer o metal a uma determinada temperatura e resfriá-lo vagarosamente. TIPOS DE TRAMENTO TÉRMICO:

107 Granulagem em função do encruamento e da recristalização RECOZIMENTO

108 TRATAMENTO TÉRMICO Os tratamentos térmicos das ligas de alumínio são determinadas por publicações próprias do fabricantes quais orientam qual o processo indicado, de acordo com o tipo da liga. a)Código que identifica a Condição de Fornecimento da Liga. Letra O - RECOZIMENTO. Letra T - acompanhada de um número indica o tratamento térmico RECOZIDO.

109 TRATAMENTO TÉRMICO EXEMPLOS: T2 --- Liga fundida e recozida; T3 --- Liga temperada e trabalhada a frio; T4 --- Liga temperada; T5 --- Liga envelhecida artificialmente; T6 --- Liga temperada e envelhecida; T7 --- Liga temperada e não estabilizada;

110 TRATAMENTO TÉRMICO T8 --- Liga temperada, envelhecida e trabalhada a frio; T9 --- Liga temperada, envelhecida e trabalhada a frio; T Liga envelhecida artificialmente e trabalhada a frio; F --- Ligas não trabalhadas e W --- Ligas temperadas em condições instáveis.

111 Ligas Metálicas Não Ferrosas (Cont.). TITÂNIO E SUAS LIGAS. O titânio é um metal leve e resistente ao trabalho e à corrosão. As suas ligas são usadas em quantidades cada vez maiores na construção de aeronaves, especialmente em lâminas de compressores, base dos motores, parede de fogo, descarga de motores.

112 Uma maneira de identificar o titânio é pelas fagulhas brancas cintilantes resultantes do atrito com um esmeril. A codificação deste metal e suas ligas está baseada em um sistema de letras e números adotados pelo seu fabricante principal, aREMCRUTITANIUM INCORPORATED Titânio e Suas Ligas ( Cont.)

113 A primeira parte do código consiste das letras, A, B e C que correspondem, respectivamente, ALFA, BETA e combinação ALFA BETA. A segunda parte do código consiste de números, os quais indicam a resistência de trabalho da liga. Titânio e Suas Ligas (Cont.)

114 Titânio e suas ligas ( cont. ) A terceira parte é composta de letras que identificam os elementos de ligação da liga. A --- ALUMÍNIO. T --- ESTANHO M --- MANGANÊS V --- VANÁDIO EXEMPLO: A-7O T --- Liga de titânio puro com PSI de resistência ao trabalho, tendo como elemento de ligação o estanho.

115 LIGAS METÁLICAS FERROSAS

116 GENERALIDADE: São classificadas como metais ferrosos as ligas metálicas que contém o ferro como principal elemento básico na formação da liga. A adição de outros metais são para mudar ou prover as propriedades físicas desejadas no metal base. Um dos principais elementos da composição de uma liga ferrosas é o CARBONO. De acordo como percentual de carbono adicionado ao ferro, classificamos a liga como de aço carbono forma a base dos aços utilizados na construção de aeronaves.

117 LIGAS METÁLICAS FERROSAS IDENTIFICAÇÃO DOS AÇOS PELO SISTEMA S.A.E / A.I.S.I: S.A.E --- SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS A.I.S.I --- AMERICAN IRON AND STELL INSTITUTE Este sistema consiste de um grupo de algarismos( quatro ou cinco). O primeiro algarismo representa o tipo de aço ( metal de ligação). O segundo identifica o percentual do metal de ligação, e os dois últimos algarismos representam a percentagem de carbono em centésimos de 1% de carbono

118 Podendo variar entre 05, que corresponde a 0,05% de C, a 95, que corresponde a 0,95% de C. Se a porcentagem de C atinge ou ultrapassa 1,00%, então o final tem 3 dígitos (XXX) e a classificação tem um total de 5 dígitos. LIGAS METÁLICAS FERROSAS

119 Exemplo: SAE aço níquel com 3% níquel e 0,40 de carbono.

120 LIGAS METÁLICAS FERROSAS (CONT.) Tipo de AçoClassificação CARBONO 1 XXX NÍQUEL 2 XXX NÍQUEL CROMO 3 XXX MOLIBIDÊNIO 4 XXX CROMO 5 XXX CROMO VANÁDIO 6 XXX TUNGSTÊNIO 7 XXX SILÍCIO MANGANÊS 9 XXX

121 Liga de Ferro e Carbono que contém 0,05 a 1,7%,e pode conter outros elementos em quantidades controladas. AÇO CARBONO Apresenta também pequenas porcentagens de silício,manganês,enxofre e fósforo.

122 LIGAS METÁLICAS FERROSAS OS AÇOS CARBONOS SÃO CLASSIFICADOS COMO: Baixo,médio e alto teor de acordo com a quantidade de carbono; e Extra-doce,doce,meio-doce,meio-duro e duro a extra-duro de acordo com a dureza em função da quantidade de carbono nele contida.

123 AÇO CARBONO 0,05 a 0,15%(extra-doce)- chapas,fios,parafusos,tubos; 0,15 a 0,30%(doce)-barras laminadas e perfilados,peças comus de mecânica; 0,30 a 0,40%(meio-doce)- peças especiais de máquinas e motores,ferramentas para agricultura; 0,40 a 0,60%(meio-duro)- peças de grande dureza,ferramentas de corte,molas,trilhos; 0,60 a 1,50%(duro a extra-duro)- peças de grande dureza e resistência,cabos,molas;

124 LIGAS METÁLICAS FERROSAS EFEITOS DOS ELEMENTOS NOS AÇOS: CARBONO É o elemento de maior importância nos aços. Misturado com o ferro, forma o aço carbono, criando a condição cementita do aço. Pele quantidade de carbono de carbono é possível os aços serem tratados termicamente, aumentado, assim, sua resistência e tenacidade.

125 EFEITOS DOS ELEMENTOS NOS AÇOS. MANGANÊS Depois do carbono, o manganês é o próximo elemento em importância na produção dos aços. Seu propósito principal é eliminar os óxidos e sulfatos dos aços para permitir a produção de um metal mais limpo e tenaz. Impõe boas qualidades de forjamento e reduz a fragilidade de aços

126 EFEITOS DOS ELEMENTOS NOS AÇOS SILÍCIO É adicionado aos aços para aumentar sua dureza e eliminar óxido das gangas (borra). Quando usado em pequena proporções, impõe ductilidade aos aços.

127 EFEITOS DOS ELEMENTOS NOS AÇOS ENXOFRE: Torna os aços frágeis sob condições de altas ou baixas temperaturas, tanto para laminação quanto para forjamento. Seu percentual não deverá ultrapassar 0,60% nos aços.

128 EFEITOS DOS ELEMENTOS NOS AÇOS FÓSFORO: Quando adicionado nos aços com baixo teor de carbono, melhora a propriedade anticorrosivo dos mesmos.

129 EFEITOS DOS ELEMENTOS NOS AÇOS NÍQUEL: Aumenta a dureza e a resistência dos aços, reduz a tendência de empeno e aumenta a resistência á corrosão.

130 EFEITOS DOS ELEMENTOS NOS AÇOS CROMO: Quando adicionado aos aços, impõe melhor dureza, resistência aos trabalhos e á corrosão. Acrescenta aos aços propriedades magnéticas, tornando-os própria para construção de peças com esta propriedades.

131 EFEITOS DOS ELEMENTOS NOS AÇOS TITÂNIO: É adicionado aos aços inox (18-8) usados na construção de descargas. Sua adição reduz a fragilidade causada por condições operativas de alta temperaturas.

132 LIGA INCONEL Contém ferro, níquel e cromo. Sua aparência externa confude-se com a do aço inox, sendo necessário um teste distiguí-los.. O teste consiste na colocação de 10 gramas de cloreto cúprico dissolvido em 100 centímetros cúbicos de ácido clorídrico.

133 LIGA INCONEL (cont.) Coloca-se sobre o metal uma gota da solução produzida e após dois minutos aplica-se sobre o mesmo, quatro gotas de água. Depois de um minuto, lava-se o metal em água corrente. Caso o metal apresente uma mancha com coloração de cobre, deixada pela solução, é aço inox. Caso o metal apresente apenas uma mancha nova sem a coloração do cobre, é inconel

134 LIGA INCONEL (cont.) A liga de inconel tem uma resistência à tensão de PSI. Quando recozido chega a PSI. É resistente à água do mar e suporta temperatura de trabalho de 815,5ºC.

135 LIGA DE AÇO RESISTENTE Á CORROÇÃO (INOX) O aço resistente á corrosão mais conhecida é o inox (18-8), não magnético, contendo 18% de cromo e 8 % de níquel e não mais que 0,20% de carbono. O percentual de cromo e níquel nos inox variam de 17% a 25% e de 7% a 13%, respectivamente. Os aços inox serão tão resistente á corrosão quanto maior for o percentual de cromo nele existente.

136 TRATAMENTO TÉRMICO TÓPICOS Processos de tratamento térmico mais comuns para as ligas metálicas ferrosas; e Equipamentos para tratamento térmico.

137 TRATAMENTO TÉRMICO OBJETIVOS Descrever alguns dos processos de tratamento térmico mais comuns para as ligas metálicas ferrosas; e Equipamentos para tratamento térmico.

138 TRATAMENTO TÉRMICO Como visto em tópicos anteriores, o tratamento térmico envolve uma série de operações de aquecimento e resfriamento do metal no estado sólido com o propósito de obter ou recuperar certas características.

139 Através deste tratamento, um metal poderá ser endurecido, tornado-se mais forte e mais resistente, ou mais macio e mais dúctil. Toda a operação envolve três etapas básicas: aquecimento do metal a uma determinada temperatura, manutenção do aquecimento por um período pré-determinado e resfriamento em seguida. Tratamento Térmico (Cont.)

140 ENDURECIMENTO (ligas não ferrosas) DUPLA TÊMPERA Tratamentos Termoquímicos CEMENTAÇÃO NITRETAÇÃO CIANETAÇÃO RECOZIMENTO TÊMPERA NORMALIZAÇÃO PROCESSOS DE TRATAMENTO TÉRMICO

141 Tratamento Térmico (Cont.) ENDURECIMENTO A operação consiste em aquecer o metal a uma determinada temperatura, em seguida resfriá-lo bruscamente em água ou óleo, tornado-o extremamente duro.

142 Tratamento Térmico (cont.) NORMALIZAÇÃO O processo baseia-se no aquecimento do metal a uma determinada temperatura resfriando-se na corrente de ar. O aço nesta condição, fica duro e forte, porém menos dúctil.

143 TÊMPERA Consiste em aquecer o metal endurecido a uma determinada temperatura, resfriando-o na corrente de ar. A têmpera alivia as tensões sofridas pelo metal no processo de endurecimento, tornando-se utilizável mecanicamente. Tratamento Térmico (cont.)

144 RECOZIMENO Neste processo o metal é aquecido a uma determinada temperatura e em seguida resfriado lentamente. Seu principal propósito é tornar o metal, dúctil, macio, com o mínimo de tensões internas.

145 Tratamento Térmico (cont.) CEMENTAÇÃO É um processo imposto aos metais ferrosos com a finalidade de endurecer apenas sua superfície. O metal é aquecida sobre determinadas condições e resfriado em seguida.

146 EQUIPAMENTOS PARA TRATAMENTO TÉRMICO. O elemento principal para aplicação dos tratamentos térmicos é o FORNO. Há dois tipos de fornos: tipo câmara de ar quente e tipo banho de salmoura. O primeiro é mais viável economicamente. As fontes de aquecimentos dos fornos podem ser: eletricidade, gás e óleo.

147 Forno para cementação sob atmos fera controlada

148 Forno de alta temperatura para têmpera de aço ferramenta sob atmosfera controlada

149 Equipamentos Para Tratamento térmico (Cont.). Os tanques usados para o resfriamento nos processos de tratamento térmico deverão estar localizados bem próximos aos fornos para que não haja perda de temperatura entre a saída do forno e a imersão no agente resfriador. Atualmente pode-se fazer tratamento térmico localizado, utilizando-se lazer para o aquecimento da área a ser tratada.

150 ENSAIOS DOS MATERIAIS

151 Ensaios Dos Materiais (Cont.) DEFINIÇÃO: Definimos como Ensaio dos Materiais a uma série de procedimentos normalizados, que tem por objetivos:

152 Ensaios Dos Materiais (Cont.) Determinar ou comprovar as características de constituição dos materiais; Estudar o comportamento dos materiais quando submetidos a ação das cargas; Verificar o comportamento dos materiais durante os diversos processos de fabricação das peças; e Descobrir defeitos nas peças fabricadas.

153 Ensaios Dos Materiais (Cont.) IMPORTÂNCIA : Na atualidade, onde os fatores técnicos e econômicos devem ser considerados e estudados em seus limites extremos, os ensaios dos materiais tornaram-se indispensáveis, para podermos ter um perfeito conhecimento dos materiais a utilizar e assim selecioná-los para cada finalidade, cumprindo sempre as exigências de: menor peso; melhor qualidade; e maior rendimento.

154 Ensaios Dos Materiais (Cont.) Esses fatores acima são fundamentais e constantes em todos os cálculos e projetos de máquinas. Os ensaios são também indispensáveis para o controle de qualidade da produção e recepção de materiais.

155 INSTITUIÇÕES QUE NORMALIZAM OS ENSAIOS A grande variedade de materiais disponíveis, com características as mais diversas e a necessidade de estabelecer-se valores padrões de comparação, fez com que fossem criadas entidades encarregadas de padronizar e normalizar os processos de ensaios, possibilitando critérios únicos de comparação.

156 CLASSIFICAÇÃO GERAL DOS ENSAIOS Podemos classificá-los nos seguintes grupos: Ensaios de características: Nestes ensaios o objetivo é a determinação de sua composição química, estrutura cristalina, temperatura de fusão, etc.

157 Classificação Geral dos Ensaios( cont.) Ensaios Tecnológicos ( de conformação): Nestes ensaios o objetivo é o estudo do comportamento dos metais, quando submetidos a processos de fabricação, como: - dobragem - forja - Estamparia - corte e ETC.

158 Classificação Geral dos Ensaios( cont.) Ensaios de Defeitos Também chamados de Não Destrutivos. Nestes ensaios ensaios o objetivo é a verificação da existência ou não de defeitos internos nas peças, que possam trazer riscos de ruptura durante o uso. Usam-se processos magnéticos, sônicos, ultra-sônicos, raio x, etc.

159 Classificação Geral dos Ensaios (cont.) Ensaios de Propriedades Mecânicas: São os de maior interesse industrial e para o nosso estudo de resistência dos materiais.

160 ENSAIOS DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS (objetivo). Estudar por meio de uma série de ensaios normalizados, o comportamento dos materiais quando sob a ação das cargas. Geralmente o material é destruído durante o ensaio, por isso são também conhecidos como ENSAIOS DESTRUTIVOS.

161 SIGNIFICAÇÃO DOS ENSAIOS Estes ensaios não devem ser interpretados determinação de propriedades, no sentido de que alguns valores invariáveis sejam obtidos. O que obtemos são MEDIDAS, indicações ou manifestações de propriedades, baseadas nos exemplares de materiais fornecidos e obedecendo certas condições Standard, estabelecidas pelas NORMAS.

162 SIGNIFICAÇÃO DOS ENSAIOS O real significado de qualquer destes ensaios ou teste, consiste em aumentar nossa capacidade de predizer o comportamento de um material em serviço.

163 CLASSIFICAÇÃO DOS ENSAIOS DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS Podem se classificados de diversas maneiras, uma delas, classifica os ensaios de acordo com os três critérios seguintes: Pela forma de aplicação da carga; Pela temperatura usada no ensaio; e Pelas condições de ambiente onde está sendo executado o ensaio.

164 CLASSIFICAÇÃO DOS ENSAIOS DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS Pela forma de aplicação da carga: De acordo com a forma de aplicação da carga e a tensão produzida, podemos dividi-los em: - Ensaio estáticos. - Ensaios dinâmicos de choque. - Ensaios de duração (vida). - Ensaios superficiais.

165 PELA FORMA DE APLICAÇÃO DA CARGA. ENSAIO ESTÁTICOS. Características: Aplicação lenta e progressiva da carga, até a ruptura após alguns minutos. Tração Compressão Ensaios de: Corte ou cisalhamento Flexão

166 Ensaios Dinâmicos de Choque Características: Cargas dinâmicas de impacto, produzindo-se a ruptura instantânea do material. Ensaios de: Flexão por choque Tração por choque Compressão por choque Torção por choque Pela forma de aplicação de carga (cont.).

167 Ensaio De Duração ( Vida) Características: Aplicação de cargas estáticas e dinâmicas, durante períodos longos de tempo ou rotativo. Solicitação repetidas. Ensaios de Duração Fadiga ( cargas dinâ micas) Flexão rotativa Torção rotativa Tração Compressão e Choques repetidos Deformação lenta com o tempo ou Fluência ( Cargas estáticas constantes) Tração Pela forma de aplicação de carga (cont.).

168 Ensaios Superficiais Características: Aplicação de uma carga de compressão sobre a superfície da peça da peça, até produzir uma marca ou cavidade. ENSAIO de DUREZA.

169 CLASSIFICAÇÃO DOS ENSAIOS DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS Pela temperatura usada no ensaio. A temperatura tem grande influência no comportamento dos materiais durante os ensaios. Podemos subdividi-los em três grupos de ensaios:

170 CLASSIFICAÇÃO DOS ENSAIOS DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS Pela temperatura usada no ensaio. a) Temperatura normal. A maioria dos ensaios são executados a temperatura ambiente.

171 CLASSIFICAÇÃO DOS ENSAIOS DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS Pela temperatura usada no ensaio. b) Altas temperaturas. Os ensaios a altas temperaturas são cada mais necessários, como por exemplo, no caso de turbinas a gás e motores de combustão interna, para estudar como variam a resistência, dutibilidade, fluência, etc, dos materiais que trabalham em ambientes de altas temperaturas.

172 CLASSIFICAÇÃO DOS ENSAIOS DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS Pela temperatura usada no ensaio. c) Baixas temperaturas. Alguns ensaios, como por exemplo, para determinar a fragilidade dos aços são executados a baixas temperaturas.

173 CLASSIFICAÇÃO DOS ENSAIOS DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS Pelas condições do ambiente onde está sendo executado o ensaio. As propriedades mecânicas dos materiais são afetadas pelas condições do meio ambiente.

174 CLASSIFICAÇÃO DOS ENSAIOS DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS Pelas condições do ambiente onde está sendo executado o ensaio. Certos ensaios são executados sob condições stantard de unidade, outros sob atmosferas corrosivas, sais, ácidos ou banhos contendo substâncias que produzem reações corrosivas nos metais.

175 CLASSIFICAÇÃO DOS ENSAIOS DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS Pelas condições do ambiente onde está sendo executado o ensaio. A resistência de materiais tais como o concreto, pedras e madeiras, são bastante influenciadas pela umidade contida no material

176 ENSAIOS DE DUREZA

177 Dureza de um material é a resistência à penetração, ao desgaste, trabalho e atrito.

178 ENSAIOS DE DUREZA Os processos para medir a dureza de um metal podem ser divididos em três grupos:

179 ENSAIOS DE DUREZA Os que medem a resistência à penetração: BRINNEL, VICKERS E ROCKWELL

180 ENSAIOS DE DUREZA Os que medem a energia restituída pelo material quando percutido por um instrumento apropriado: mede-se nesse caso a altura de ricochete do instrumento percursor, que é tanto maior, quanto mais duro o material.

181 ENSAIOS DE DUREZA Os que medem a resistência esclerométrica, isto é, a ser riscada, no qual é baseada a escala MOHS de medida de dureza dos minerais.

182 ENSAIOS DE DUREZA Ensaios Brinell: É o mais generalizado dos métodos de dureza. Baseia-se na resistência à penetração de uma esfera de material duro contra a superfície do metal, sob a ação de um esforço aplicado gradualmente.

183 ENSAIOS DE DUREZA Ensaios Brinell: O metal se deforma e apresenta, após a retirada da carga, uma impressão com forma de uma calota esférica, que quanto menor, mais duro é o metal.

184 ENSAIOS DE DUREZA Ensaios Brinell:

185 ENSAIOS DE DUREZA Ensaio Vickers : O ensaio é feito de maneira semelhante ao Brinell, diferindo a forma do penetrador. Este é uma pirâmide de base quadrada com ângulo ao vértice de 136° terminada por ponta de diamante.

186 ENSAIOS DE DUREZA Ensaio Vickers :

187 ENSAIOS DE DUREZA Ensaio Rockwell : Consiste em imprimir em um corpo de prova, um penetrador padronizado. Usa-se uma esfera de aço endurecido para materiais mais moles e um cone de diamante par materiais mais duros.

188 ENSAIOS DE DUREZA Ensaio Rockwell :

189 FIM


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