Classificação dos Aços8

FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAI FLIX GUISARD

CLASSIFICAO DOS AOSGRUPO N 10 ERON TEIXEIRA DE MORAES FILIPE MOREIRA ALEGRETTI JOS LEANDRO NEVES RONY ANDERSON DA SILVA

FACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

INTRODUOCLASSIFICAO DOS AOSLIGAS METLICAS FERROSASAs ligas metlicas ferrosas, so as mais utilizadas na construo mecnica, em elementos estruturais e componentes diversos. Esse trabalho consistir nas definies das principais ligas ferro carbono, e nas classificaes, segundo a composio qumica e tambm quanto s aplicaes e estrutura dos aos. Descrevendo ainda a influncia de alguns dos elementos de liga.FACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

CLASSIFICAO DOS AOS

CLASSIFICAO GERAL E PRINCIPAIS DEFINIES DAS LIGAS FERRO CARBONO

A o s carbo no a liga contendo geralmente 0,008% at cerca de 2,11% , carbono, alm de certos elementos residuais resultantes do processo d obteno. A o s A o s lig,a a liga que contm, alm dos teores de carbono j mencion nos aos carbono, outros elementos de liga alm dos residuais, com o conferir as propriedades especiais. B ranco caracterizado por apresentar baixo teor de silcio,e microest , rica em Fe3C . Fe rro s Fundido s , ale v e l M , obtido do fofo* branco, mediante trat. trmico de maleabiliz lig a fe rro carbo no tranformando Fe3C em grafita nodular. s ilcio , co m te o r C inze ntocaracterizado por apresentar alto teor de silcio, e microestru , de carbo no e ntre 2 ,1 1 e 6 ,6 7 % . com grafita livre e Fe3C . N o dularobtido do fofo cinzento, atraves de um tratamento no estado , resultando em grafita esferoidal.FACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

LIGAS FERRO CARBONO

CARACTERSTICAS DOS AOS CLASSIFICAO DOS AOSOs aos em geral apresentam as seguintes caractersticas e propriedades: Cor acinzentada; Densidade = 7,8 g/cm3; Temperatura de fuso entre 1250 a 1450 C; Ductilidade, tenacidade, elasticidade, resistncia mecnica e resilincia; Soldabilidade, temperabilidade, usinabilidade e forjabilidade.


CLASSIFICAO DOS AOSCLASSIFICAO DOS AOS QUANTO: Composio qumica; Estrutura; Propriedades ou aplicao.


CLASSIFICAO DOS AOS

CLASSIFICAO SEGUNDO A COMPOSIO QUMICA CODIFICAO DOS AOSH vrias entidades que estabelecem normas para codificao de aos de acordo com o teor de carbono e dos elementos de liga. Aqui esto os sistemas mais usuais: ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas) AISI (Instituto Americano de Aos e Ferros Fundidos) ASTM (Sociedade Americana de Testes de Materiais) DIN (Instituto Alemo para Normatizao) SAE (Sociedade dos Engenheiros Automotivos)


a) SISTEMAS ABNT/SAE/AISI/ASTM DE CLASSIFICAO DOS AOS

CLASSIFICAO DOS AOS

Usa-se um conjunto de quatro algarismos, no qual os dois primeiros algarismos (AB) indicam o tipo do elemento de liga adicionado ao ferro e carbono. E os dois ltimos algarismos (XX) divididos por 100 indicam o teor de carbono no ao. Por exemplo, o ao ABNT 1020, os dois primeiros algarismos indicam que um ao ao carbono, e os dois ltimos algarismos indicam que o teor de carbono igual a 0,2% (permite uma pequena faixa de variao). Essas designaes so aceitas como padro pela ABNT/ SAE/ AISI/ ASTMFACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

b) CLASSIFICAO DOS AOS SEGUNDO A NORMA DIN

CLASSIFICAO DOS AOS

Uma outra forma de designar os aos segundo a norma DIN demonstrado a seguir: b.1) Aos comuns para construo mecnicas So indicados com o prefixo St seguidos pelo valor da resistncia a trao em Kgf/mm2. Ex. Ao St 37 (Ao com resistncia. a trao = 37 Kgf/ mm2) b.2) Aos carbono de qualidade So classificados com a letra C seguidos pela percentagem de carbono dividido por 100. Ex. Ao C 15 (ao carbono com 0,15%C)FACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

CLASSIFICAO DOS AOS

b.3) Aos liga So indicados por uma expresso de letras e nmeros com os seguintes significados: 1 Nmero representativo da % de C. 2 Smbolos qumicos dos elementos de liga que mais caracterizam o ao. 3 Percentagem dos elementos de liga dividido por 4 -10-100 respectivamente. Ex: 15 Cr 3 (Ao cromo 0,15% C 0,75% Cr) 22 Cr Mo 54 (Ao cromo molibdnio com 0,22%C 1,25%Cr 0,4%Mo) Se a expresso indicativa for precedida po X, o ltimo grupo de nmero no representa mais a percentagem convencional dos elementos de ligas e sim a percentagem real segundo ordem. Ex: X 10 Cr Ni Ti 18 9 2 (Ao com: 0,1%C 18%Cr 9%Ni 2%Ti) FACULDADE SENAI FLIX GUISARD- 2011

EXEMPLOS DE CODIFICAO SAE/AISI CLASSIFICAO DOS AOSSISTEMA DE CODIFICAO AISI/SAEDesignao SAE10XX 11XX 13XX 15XX 23XX 25XX 31XX 33XX 40XX 41XX 43XX 46XX 47XX 48XX 50XX 50BXX

Tipo de Ao AISIC10XX C11XX 13XX 15XX 23XX 25XX 31XX E33XX 40XX 41XX 43XX 46XX 47XX 48XX 50XX 50BXX Aos-carbono comuns Aos de usinagem (ou corte) fcil, com alto S Ao-mangans com 1,75% de Mn Ao-mangans com 1% de Mn Ao-nquel com 3,5% de Ni Ao-nquel com 5,0% de Ni Ao-nquel-cromo com 1,25% de Ni e 0,65% de Cr Ao-nquel-cromo com 3,5% de Ni e 1,55% de Cr Aos-molibdnio com 0,25% de Mo Aos-cromo-molibdnio com 0,50% ou 0,90% de Cr e 0,12% ou 0,20% de Mo Aos-nquel-cromo-molibdnio com 1,80% de Ni, 0,50% ou 0,80% de Cr e 0,25% de Mo Aos-nquel-molibdnio com 1,55% ou 1,80% de Ni e 0,20% ou 0,25% de Mo Aos-nquel-cromo-molibdnio com 1,05% de Ni, 0,45% de Cr e 0,20% de Mo Aos-nquel-molibdnio com 3,50% de Ni e 0,25% de Mo Aos-cromo com 0,28% ou 0,65% de Cr Aos-cromo-boro com baixo teor de Cr e no mnimo 0,0005% de B

TABELA CLASSIFICAO DOS AOSFACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

AO-CARBONO E AO-LIGACLASSIFICAO DOS AOSAo-Carbonosem elemento de liga (elementos residuais: Si, Mn, P, S) Alto, baixo e mdio teor de carbono

Ao-Liga

baixa liga (mximo 3-3,5%) mdia liga alta liga (teor total mnimo de 10-12%)FACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

CLASSIFICAO DOS AOS

PROPRIEDADES DOS AOS-CARBONO A resistncia aumenta com o teor de Carbono; A ductilidade diminui com o teor de Carbono; So aos de relativa baixa dureza; Oxidam-se facilmente; Suas propriedades deterioram-se a baixas e altas temperaturas; So os mais usados e de menor custo.FACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

CLASSIFICAO DOS AOS

PROPRIEDADES DOS AOS BAIXO CARBONO AO BAIXO CARBONO < 0,35% C

Estrutura usualmente ferrtica e perltica; So fceis de conformar e soldar; So aos de baixa dureza e alta ductilidade; Geralmente, este tipo de ao no tratado termicamente.

MICROESTRUTURA DOS AOS BAIXO TEOR DE CARBONO


Ferrita Perlita

CLASSIFICAO DOS AOS

APLICAES TPICAS DOS AOS BAIXO CARBONO

Entre suas aplicaes tpicas esto: As chapas automobilstica; Perfis estruturais; Placas utilizadas na fabricao de tubos; Latas de folhas-de-flandres.

Ponte de Ao

Automvel


Lata Folha de Flandres

CLASSIFICAO DOS AOS

PROPIEDADES DOS AOS MDIO CARBONO AO MDIO CARBONO 0,3-0,6% C

So aos de boa temperabilidade em gua; Apresentam a melhor combinao de tenacidade, ductilidade, resistncia mecnica e dureza; So os aos mais comuns, tendo inmeras aplicaes.

MICROESTRUTURA DOS AOS MDIO TEOR DE CARBONO


Ferrita Perlita

CLASSIFICAO DOS AOS

APLICAES TPICAS DOS AOS MDIO CARBONOSo utilizados amplamente na construo de: Rodas e equipamentos ferrovirios; Engrenagens; Virabrequins e outras peas de mquinas que necessitam de elevadas resistncias mecnica e ao desgaste.

Engrenagem

VirabrequimFACULDADE SENAI FELIX GUISARD FLIX - 2011

Trem de Carga16

CLASSIFICAO DOS AOS

PROPIEDADES DOS AOS ALTO CARBONO AO ALTO CARBONO > 0,6% C

Apresentam baixa conformabilidade e tenacidade; Apresentam alta dureza e elevada resistncia ao desgaste; Geralmente, so utilizados temperados e revenidos, possuindo propriedades de manuteno de um bom fio de corte; Quando temperados so frgeis.


Somente Perlita

CLASSIFICAO DOS AOS

APLICAES TPICAS DOS AOS ALTO CARBONO

So utilizados na construo de: Talhadeiras; Folhas de serrotes; Martelos e facas; Serra manual para metais.

Martelo

TalhadeirasFACULDADE SENAI FELIX GUISARD FLIX - 2011

Serras18

CLASSIFICAO DOS AOS

AOS-LIGA OU AOS LIGADOS


AOS-LIGA OU AOS LIGADOS CLASSIFICAO DOS AOSQuando mencionado elementos de liga, deve ficar subentendido que so outros elementos alm do ferro e do carbono, uma vez que estes ltimos so os constituintes bsicos do ao. No caso dos elementos silcio, mangans e alumnio, sempre presentes nos aos-carbono, os aos sero considerados ligados quando seus teores ultrapassarem 0,6%, 1,65% e 0,1% respectivamente Estes so os elementos de liga mais comuns:Alumnio (Al) Cobre (Cu) Enxofre (S) Mangans (Mn) Nquel (Ni) Tungstnio (W) Chumbo (Pb) Cromo (Cr) Fsforo (P) Molibdnio (Mo) Silcio (Si) Vandio (V)


CLASSIFICAO DOS AOS

EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA NO AO Aumentam a dureza e a resistnciaConferem propriedades especiais como:

Resistncia corroso; Estabilidade baixas e altas temperaturas; Controlam o tamanho de gro; Melhoram a conformabilidade; Melhoram as propriedades eltricas e magnticas; Diminuem o peso (relativo resistncia especfica).FACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

MANGANS (Mn) CLASSIFICAO DOS AOSAumenta a temperabilidade, a soldabilidade e o limite de resistncia trao; Elemento estabilizador da austenita, tambm altera a temperatura de transformao do ao, permitindo obter refino de gro e melhoria da tenacidade durante a conformao a quente; Em presena de carbono maiores teores de mangans aumentam muito a resistncia abraso sendo esta a base dos aos Hadfield.FACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

ENXOFRE (S) CLASSIFICAO DOS AOSAgente fragilizador; Se combinado com Mn (mangans) forma MnS (sulfato de mangans) que pode ser benfico (melhora a usinabilidade); Est presente em altos teores em aos para usinagem fcil.


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NQUEL (Ni) CLASSIFICAO DOS AOSAumenta a resistncia ao impacto (2-5% Ni); Aumenta consideravelmente a resistncia corroso em aos baixo carbono (12-20% Ni); Com 36% de Ni (INVAR) tem-se coeficiente de expanso trmica prximo de zero.SAE 23XX 25XX AISI 23XX 25XX


CROMO (Cr) CLASSIFICAO DOS AOSAumenta a resistncia corroso e ao calor; Aumenta a resistncia ao desgaste (devido formao de carbetos de cromo); Em aos baixa liga aumenta a resistncia e a dureza; normalmente adicionado com Ni (1:2);ABNT/AISI 302 303 DIN (X5 Cr Ni 1810) (X 10 Cr NiS 18 9)

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SILCIO (Si) CLASSIFICAO DOS AOSMelhora as propriedades de resistncia com pouca perda de ductilidade; Melhora a resistncia `a oxidao; Aumenta o tamanho de gro (necessrio para aplicaes magnticas); Agente desoxidante;ABNT/SAE AISI/ASTM DIN

9260FACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

60Si7

FSFORO (P) CLASSIFICAO DOS AOSAumenta a resistncia dos aos baixo carbono. Aumenta a resistncia corroso. Facilita a usinagem. Gera fragilidade frio.


CLASSIFICAO DOS AOS

AOS MICRO LIGADOS


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AOS MICRO LIGADOSCLASSIFICAO DOS AOS

So especificados pela resistncia e no pela composio; Desenvolvidos a partir dos aos de baixo carbono com pequenas adies de Mn (at 2%) e outros elementos em nveis muito pequenos; Apresentam maior resistncia que os aos de baixo carbono idntico, mantendo a ductilidade e soldabilidade; Destinados a estruturas onde a soldagem um requisito primrio (=>C baixo) e a resistncia importante.FACULDADE SENAI FELIX GUISARD FLIX - 2011 29

AOS MARAGINGCLASSIFICAO DOS AOSCLASSE ESPECIAL DE AOS DE ULTRA ALTA RESISTNCIA18-20%Ni,

8-10%Co, 3-5%Mo, presena de Ti, 0,05%C no

maximo;Obtm

a resistncia pela precipitao de compostos intermetlicos aps tratamento trmico;Antes

do tratamento pode ser facilmente trabalhado.FACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

Resistncia

mecnica e tenacidade superiores aos

CLASSIFICAO DOS AOS

temperados;Resistncia Excelente Tenso

corroso idntica aos aos temperados;

soldabilidade e razovel ductilidade;

de cedncia entre 1000 e 2400MPa; quase exclusiva na indstria aeroespacial;

Aplicao


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AOS HADFIELD (C-Mn)CLASSIFICAO DOS AOSAos

de alta liga com %C entre 1 e 1,4 e %Mn entre 12 a

14;Apresentam Fceis

grande resistncia e elevada tenacidade;

de soldar => aplicao em peas sujeitas ao desgaste.


CLASSIFICAO DOS AOS

Resistncia O A

corroso idntica aos aos ao carbono;

Mn traz a austenita at temperatura ambiente;

austenita transforma-se em martensita por deformao plstica;Aplicados

em ferramentas pneumticas, dentes de escavadoras, mandbulas de mquinas de britar, etc.


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AOS INOXIDVEISCLASSIFICAO DOS AOSCostuma-se agrupar os aos inoxidveis, segundo sua estrutura cristalina, nas seguintes classes: Aos inoxidveis ferrticos apresenta estrutura ferrtica em qualquertemperatura. ferromagntico e no endurecvel por tmpera. Ex: ao AISI430.


CLASSIFICAO DOS AOS

Aos inoxidveis martensticos apresenta como caracterstica predominante a capacidade de adquirir estrutura martenstica por tmpera. Este ao ferromagntico. Ex: ao AISI 410 e 420. Aos inoxidveis austenticos apresenta estrutura austentica em qualquer temperatura. paramagntico e no endurecvel por tmpera; Ex: ao AISI 302, 303, 304, 316L. Podendo existir tambm as estruturas mistas, os chamados aos inoxidvies duplex.


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APLICAES DOS AOS-LIGA CLASSIFICAO DOS AOSOs aos-liga, por serem uma famlia bastante ampla de diferentes tipos de aos com propriedades bastante distintas, encontram aplicaes igualmente vastas. Podem ser encontrados em praticamente todos os segmentos industriais, desde a construo civil at a construo naval, passando pela indstria petrolfera, automobilstica e aeronutica.

Reservatrio Mat. Navio Marinha EUA Corrosivo FACULDADE SENAI FLIX GUISARD- 2011

Jato Com. Embraer 195

CLASSIFICAO DOS AOS

CLASSIFICAO DOS AOS QUANTO AO PROCESSAMENTO


CLASSIFICAO DOS AOS QUANTO AO PROCESSAMENTO CLASSIFICAO DOS AOSPor processamento entende-se o tipo de operao que se executa sobre o ao visando mudar a forma e/ou a estrutura. Os processamentos que visam impor uma forma so a conformao mecnica (a frio ou a quente, tal como laminao, extruso, trefilao), a fundio e a consolidao por sinterizao (metalurgia do p). Assim, existem aos trabalhados (a quente, ou a frio), fundidos ou sinterizados.FACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

CLASSIFICAO DOS AOS

Os processamentos que visam alterar a estrutura so tratamentos trmicos tais como recozimento, normalizao, recristalizao, coalescimento e a tmpera e revenimento.

Laminao e Corte

Fundio

TrefilaoFACULDADE SENAI FELIX GUISARD FLIX - 2011 39

CLASSIFICAO DOS AOS


CLASSIFICAO DOS AOS

CLASSIFICAO DOS AOS QUANTO A ESTRUTURA


CLASSIFICAO DOS AOS

CLASSIFICAO DOS AOS QUANTO A ESTRUTURA

Perlticos; Martensticos; Austenticos; Ferrticos; Carbdicos.


PERLITICOS CLASSIFICAO DOS AOSAos com no mximo 5% de elementos de liga; As propriedades mecnicas podem ser melhoradas por tratamento trmico; Aos de boa usinabilidade. PERLITA Constituda de duas fases (Ferrita e Cementita) na forma de lamelas A ferrita mole e cementita extremamente dura. A dureza depende da espessura das lamelas.FACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

MARTENSITICOS CLASSIFICAO DOS AOSAos com mais de 5% de elementos de liga; Apresentam alta dureza; Aos de baixa usinabilidade.

MARTENSITA Estrutura Tetragonal Dura Frgil


AUSTENITICOS CLASSIFICAO DOS AOSTem estrutura austentica a temperatura ambiente, devido aos elevados teores de elementos de liga (Ni, Mn, Co). Exemplo: inoxidveis, no magnticos e resistentes ao calor.

AUSTENITA Estrutura CFC; Dctil; No magntica.


FERRITICOS CLASSIFICAO DOS AOSTem baixo teor de Carbono; Tem elevados teores de elementos de liga (Cr, W, Si); No reagem tmpera; Apresentam estrutura ferrtica no estado recozido.

FERRITA Estrutura CCC; mole; magntica.


CARBDICOS CLASSIFICAO DOS AOSApresentam alto teor de Carbono e elementos formadores de carbonetos (Cr, W, Mn, Ti, Nb, Zr); A estrutura consiste de carbonetos dispersos na matriz sorbtica, austentica ou martenstica, dependendo da composio qumica; So usados para ferramentas de corte e para matrizes. CARBETOS PRECIPITADOS

Sorbita

Esferoidita


CLASSIFICAO DOS AOS

CLASSIFICAO DOS AOS QUANTO A APLICAO


CLASSIFICAO DOS AOS

CLASSIFICAO DOS AOS QUANTO A APLICAO

a) Aos de usinagem fcil; b) Aos para cementao; c) Aos para beneficiamento; d) Aos para molas; e) Aos para ferramentas e matrizes; f) Aos resistentes corroso.FACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

a) Aos de usinagem fcil tem essa denominao, CLASSIFICAO DOS AOSpois alm de manterem boas propriedades mecnicas, apresentam corte fcil. A excelente usinabilidade, conseguida nesses materiais, devese a adio de Enxofre, Mangans e Chumbo. Ex: ao ABNT 1111, ao ABNT 1112.

Ao durante processo de usinagemFACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

b) Aos para cementao a cementao consiste na CLASSIFICAO DOS AOSintroduo de carbono na superfcie do ao de modo que este, depois de temperado e revenido, apresente uma superfcie mais dura. A cementao empregada quando se deseja uma superfcie dura e resistente ao desgaste, sobre um ncleo tenaz e insensvel a choques e a flexo (engrenagens, eixos, pinos, outros). Podem ser cementados os aos carbonos e os aos ligas de baixo teor de C (0,08 a 0,25 %). Ex: ao ABNT 1020, ao ABNT 8620.


Aos cementados Engrenagens e eixos

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c) Aos para beneficiamento os aos para CLASSIFICAO DOS AOSbeneficiamento so indicados para a construo de elementos de mquinas de pequenas dimenses, alta resistncia e mxima tenacidade. Apresentam elevado limite de elasticidade, bom alongamento e grande resistncia. O beneficiamento um tratamento trmico composto de tmpera e de revenido. O beneficiamento melhora as propriedades mecnicas do ao, como a resistncia a trao e dureza. Ex: ao ABNT 4340, ao ABNT 8640.

Elementos de mquinasFACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

d) Aos para molas esses aos devem apresentar: alto CLASSIFICAO DOS AOSlimite de elasticidade, elevada resilincia, grande resistncia mecnica e alto limite de fadiga. Quando as molas destinam-se a cargas fracas usam-se aos carbono, para cargas de alta intensidade usam-se aos ligados, como aos Cr ou aos Ni Cr Mo. Ex: ao ABNT 9260, ao ABNT 5160.

Molas de compressoFACULDADE SENAI FELIX GUISARD FLIX - 2011 53

e) Aos para ferramentas e matrizes estes aos CLASSIFICAO DOS AOSalm de apresentarem alta dureza e elevada resistncia ao desgaste, devem possuir, boa endurecibilidade, elevada resistncia mecnica, elevada resilincia, resistncia ao calor, usinabilidade razovel. As altas durezas e resistncia ao desgaste so conseguidas pelo alto teor de carbono ou pela adio de elementos de ligas que aumentam tambm as outras propriedades. Ex: ao ABNT O1 (Oil leo), ao ABNT A2 (Air Ar).

Esquema para estampagem de materialFACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

Matriz em ao

f) Aos resistentes corroso esses aos tambm CLASSIFICAO DOS AOSchamados aos inoxidveis, caracterizam-se por uma resistncia a corroso superior a dos outros aos. Quanto a composio qumica, os aos inoxidveis caracterizam-se por um teor mnimo de cromo da ordem de 12%. Dependendo da aplicao, estes aos devem possuir boa resistncia mecnica e ao calor, alm da resistncia a corroso.

Caldeira em ao inoxFACULDADE SENAI FELIX GUISARD FLIX - 2011 55

CONCLUSOCLASSIFICAO DOS AOS H muitos tipos de aos no mercado, com as mais variadas composies qumicas para as diversas aplicaes. O conhecimento das normas que classificam estes materiais, essencial para a escolha correta do ao que atenda s necessidades de um projeto .


CLASSIFICAO DOS AOS

REFERNCIAS BIBLIOGRAFICAS1)Professores Fernando Jos Fernandes Gonalves e Marcelo Martins Apostila de tecnologia de materiais I - Disponivel em: http://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/images/a/a1/Aru_suzy_apostila_tecnolo gia_dos_materiais.pdf 1)V. Chiaverini. Aos e ferros fundidos. ABM, 5. Ed., So Paulo, 1992. 1)Conformaes Mecnicas Disponivel em: http//www.wikipedia.org 1)http://psme.atc.fhda.edu/engineering/e45/lab_sum/Lab8. htmFACULDADE SENAI FLIX GUISARD - 2011

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