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By Washington Martins da Silva Júnior

In stamping process, sliding between metal sheet and forming tool leads to wear of tool surface. Maintenance of stamping tools involves polishing the tool edge, or, in case of severe damage, replacement of the tool. Hard coatings have been applied on the stamping tool surfaces in order to reduce the maintenance cost causing a great economic impact in metal work industry. In this work, CrAlSiN coatings were applied by PVD onto SRV2W tool steel. The coating toughness was avaliated by the critical load in scratch tests. The following coating parameters were analyzed: 1- substrate surface finishing process; 2- coating architecture (multilayer or gradient); 3- chemical composition of the coating. AlSi concentration varied from the substrate/coating interface to the surface. Coatings were 3 µm thick. Scratch tests were carried out using a Vickers indenter. The applied normal load was varied from 0 to 13 N for a scratch length of 5 mm. In order to study the effect in the toughness, the substrate roughness was controlled by the finishing process before PVD coating. Samples subjected to polishing presented highest critical loads. Gradient coatings presented higher critical loads than those with a multilayer architecture. Coatings with higher concentration of AlSi near the surface supported higher loads before failure.

Jul 31, 2018

By Solange Tamara da Fonseca

Uma das maneiras de se reduzir os custos no transporte de cargas é aumentando a quantidade de carga transportada por vagão, isto eleva a tensão no eixo do vagão e, consequentemente, a roda deve possuir maior dureza sem perda da tenacidade para suportar o desgaste. Para atingir os níveis de dureza necessários estão sendo desenvolvidas rodas ferroviárias com aços microligados ao nióbio (Nb), vanádio (V), molibdênio (Mo) e titânio. A empresa MWL Brasil fabricante de rodas ferroviárias forjadas desenvolveu dois aços microligados: 1° contendo o elemento microligante vanádio (0,13 % em peso) e 2° contendo os microligantes nióbio+molibdênio (0,014 % + 0,12 %, respectivamente), ambos os aços com 0,7 % C. Estes aços foram analisados microestruturalmente e mecanicamente a partir da roda ferroviária pronta. A microestrutura destes aços é composta basicamente por ferrita-perlita. Nas propriedades mecânicas o aço ao V apresentou os melhores resultados em todos os ensaios (tração na temperatura ambiente e 540 ºC, energia absorvida no ensaio Charpy e KIC) quando comparado ao aço sem microligantes ou com a adição de Nb+Mo. O melhor desempenho do aço ao V foi atribuído ao seu menor tamanho de grão austenítico e espaçamento interlamelar da perlita mais refinado.

Aug 16, 2017

By Pedro Augusto David Machado

The hot metal produced in small blast furnaces runs with a highly heterogeneous charcoal. The result is a significantly higher hot metal chemical composition variation, especially for the silicon content, which varies from 0.4 to 1.5% in Mini Blast Furnaces - MBFs, designed to feed an EAF and/or a BOF. These MBFs operate with frequent variation in their productivities to feed preferably only one of the steelmaking reactors, that is, EAF or BOF. The hot metal suitable amount, chemical composition and temperature, to be delivered at the steelmaking vessel, become the major concerns in the integrated operation MBF to EAF or BOF. In order to cope with those undesirable frequent variations, a solution has been proposed based on the existing technologies of oxygen jets and ladle refining techniques adapted to a hot metal ladle or to a Torpedo Car. The proposed technique is not only able to adjust hot metal temperature and chemical composition, but it also generates the adequate conditions for refinement from P and S, as well as “cleaning” hot metal ladles and Torpedo Cars by melting pig iron skulls. Therefore, this new technique development results in high hot metal yield, an adequate chemical composition and bigger campaign of hot metal ladle.

Aug 17, 2017

By Ygor Pereira de Lima, Iana Costa Carvalho, Marcelo Henrique Prado da Silva, Talita Gama de Sousa, Andrey Mariano dos Santos, Paulo Davi Borges Esteves, Rodolfo da Silva Teixeira, Andersan dos Santos Paula

Durante muitos anos, as ligas convencionais foram base para o desenvolvimento de novos materiais metálicos, com propriedades melhores que as até então conhecidas. No entanto, na última década, as Ligas de Alta Entropia (LAE) trazem uma nova abordagem para a produção de materiais avançados, com excelentes propriedades e potencial para diversas aplicações. Em particular, as ligas do sistema Al-Co-Cr-Fe-Ni também se destacam por promoverem uma classe de LAE de baixa densidade e têm sido foco de inúmeros estudos no meio acadêmico atual. O presente artigo traz um estudo de otimização da preparação metalográfica da liga AlCo2Cr2FeNi2, a partir de 3 rotas diferentes de polimento e suas análises via microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de Raios X (DRX). Além disso, foram avaliadas as modificações estruturais da liga em função de um tratamento térmico de solubilização (1050 ºC por 1 hora seguido de resfriamento em água). Os resultados das análises demonstraram a rota de polimento eletrolítico promissora para a caracterização da LAE em questão e a análise conjunta dos resultados de DRX e MEV, somado ao confronto com a literatura, permitiram identificar as fases presentes e suas modificações microestruturais em função do tratamento térmico.

Oct 24, 2019

By George Schipper, Peter Gelten, Pepijn Adriaen, Hugo Uijtdebroeks

Tata Steel IJmuiden Hot Strip Mill 2 (HSM2, 5.5 Mtonnes/yr) is currently being upgraded, resulting in an increased rolling force and motor power capacity. With the current conventional work roll spray cooling, a deterioration in work roll & strip surface quality performance is expected as a result of the increased mill capacities. In order to improve strip surface quality, HSM2 decided to do a full-scale production trial with High Turbulence Roll Cooling (HTRC) at stand FM2. HTRC is a novel way of roll cooling using a high turbulent flow regime. HTRC is positioned very close to the roll surface and gap exit, which is beneficial for the roll surface quality. It is operated at a high flow rate but at a low pressure. HTRC not only significantly improves the roll surface quality, in addition, it makes high pressure pumps, needed for the conventional spray cooling, redundant, leading to substantial savings on electricity costs and thus CO2 emissions. HTRC is in trial operation since 7 August 2018. Results show no operational issues, an excellent roll surface quality and an increased cooling efficiency. In summer 2020 stands FM1-FM2-FM3-FM4 of HSM2 will be equipped with HTRC.

Oct 1, 2019

By Vinícius Cunha de Souza

Dispositivos atuatores com componentes de ligas de NiTi podem ter seu desempenho modificado quando submetidos a distintas taxas de aquecimento e/ou resfriamento resulte numa transformação de fase. Por outro lado, por norma, as temperaturas de transformação de fase (início, pico e fim) devem ser estabelecidas a partir de taxas fixas de 10ºC/min (tanto no aquecimento como no resfriamento) através da técnica de Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), sem levar em conta a dinâmica do material durante a transformação em aplicações reais. O presente trabalho procura observar a transformação de fase do material avaliando a capacidade de resposta do mesmo, quando submetido a ciclos em um DSC sob diversas taxas de resfriamento e aquecimento, entre 1 e 10ºC/min em uma liga de NiTi rica em Ti, com formação de fase R durante o resfriamento e/ou aquecimento. Os resultados de DSC foram submetidos a um tratamento de dados com o intuito de melhor determinar as temperaturas de transformação de fase associadas as frações transformadas. Pode-se verificar que valores de taxas de resfriamento e de aquecimento superiores a 7°C/min permitem que ocorra uma tendência para um incremento do intervalo entre as temperaturas de início e fim das transformações direta e reversa.

Aug 16, 2017

By Leandro Wiltemburg Araújo

Em Conformação sob Fluência com Envelhecimento, do inglês Creep Age Forming (CAF), o material previamente solubilizado e temperado é carregado elasticamente (normalmente por flexão) e subsequentemente aquecido à temperatura de tratamento térmico de envelhecimento. Basicamente, a conformação se dá por meio de deformações provocadas simultaneamente pela tensão aplicada ao longo do tempo (fluência) e endurecimento por precipitação (envelhecimento). Sendo assim, pretende-se avaliar os efeitos dos parâmetros mencionados no retorno elástico, como tempo, temperatura, retorno elástico e propriedades mecânicas. Portanto foi avaliado, a variação do retorno elástico (springback) em função do tempo para a liga de alumínio AA7475 submetida a um carregamento de flexão durante o envelhecimento realizado em duas temperaturas diferentes (120°C e 150°C). Foi possível observar que quanto menor o tempo e a temperatura de envelhecimento, maior o retorno elástico. Portanto, quanto maior o retorno elástico da peça, mais próxima ela estará do seu formato original antes da conformação [1]. Em relação à dureza, foi observado que quando o material é submetido a uma temperatura de 120°C obtém-se um aumento significativo de dureza Vickers com o passar do tempo (atribuída a precipitação refinada) e a 150°C não ocorre esse aumento significativo dessa propriedade mecânica (atribuído a precipitação mais grosseira).

Aug 16, 2017

By Julián Andrés Ortiz González

Este estudo apresenta novos resultados que comprovam a confiabilidade e a repetibilidade das medições de cargas de abertura de trincas de fadiga obtidas em estudos anteriores [1,2], que foram usadas para questionar a hipótese proposta por Elber em 1970 de que a força motriz das trincas é a gama efetiva do fator de intensidade de tensões (?Kef). Para isto, dois corpos de prova DC(T), um fino com 2 mm e o outro grosso com 30 mm de espessura, foram usados em ensaios de propagação de trincas por fadiga sob ?K e Kmax quase constantes, para simular condições dominadas por tensão ou deformação plana. Medições redundantes de ?Kef foram feitas usando uma série de extensômetros colados ao longo do ligamento residual à frente da ponta da trinca, por outro extensômetro colado na face traseira do DC(T), e por um sistema independente de correlação digital de imagens (DIC), que mede o campo de deslocamentos na face do espécimem. As cargas de abertura medidas pelos três sistemas independentes foram similares, comprovando assim que suas variações significativas observadas durante o crescimento da trinca são metrologicamente confiáveis. Este resultado comprova que a propagação daquelas trincas por fadiga não foi controlada por ?Kef. As consequências desta conclusão são detalhadamente discutidas neste trabalho.

Aug 17, 2017

By Lívia Maria Sant’Ana do Prado

Neste trabalho foi avaliado um método alternativo de redução dos óxidos de cobre, a técnica de redução assistida por plasma de hidrogênio em reator de plasma pulsado de corrente continua (cc). O plasma de hidrogênio apresenta como possibilidade a produção de espécies de alto poder redutor, derivadas da molécula de H2 [1], além de produzir majoritariamente, como produto da reação, o vapor de água que não é prejudicial ao meio ambiente [2]. A pesquisa se limita ao estudo da influência da pressão do processo de redução a plasma sobre a redução de pós de óxido de cobre (I) (Cu2O). Os experimentos de redução foram realizados em um reator a plasma pulsado DC, sob fluxos de hidrogênio de 300cm3/min, temperatura de 300°C, tempo de 60 minutos e pressões variáveis de 267, 534, 800 e 1068 Pa. Determinou-se a eficiência da redução através de um balanço de massa e foram feitas as seguintes análises nos produtos da redução: difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e EDS. Os maiores valores de frações de redução foram obtidos a 800Pa, o que pode estar associado à formação de uma bainha catódica que envolve por completo e de maneira uniforme a superfície das camadas de pó.

Aug 8, 2018

By Juliana Gonçalves Pohlmann

A redução das emissões de CO2 pela substituição parcial de carvões por um combustível renovável como a biomassa é um assunto de crescente interesse na siderurgia. As emissões de CO2 na etapa de redução podem ser reduzidas pelo uso de biomassa como combustível ou pela queima em condições de oxi-combustão. Este trabalho visa investigar a combustibilidade de eucaliptos termicamente tratados em laboratório em atmosferas convencional (O2/N2) e de oxi-combustão (O2/CO2), comparando com uma moinha de carvão vegetal e carvões típicos do processo de injeção em altos-fornos (PCI). Os testes de combustibilidade foram conduzidos em um forno de queda livre (DTF) a 1.300°C com diferentes proporções de O2/N2 e O2/CO2. Os chars do DTF foram caracterizados quanto à aparência ao microscópio, área superficial e reatividade. Os eucaliptos termicamente tratados apresentaram as maiores combustibilidades, seguidos pela moinha e pelos carvões. Os chars das biomassas apresentaram estruturas mais reativas do que os chars dos carvões, e maiores áreas superficiais e reatividades. As poucas diferenças de combustibilidade e reatividade devido à atmosfera de oxi-combustão indicaram que, se aplicada ao alto-forno, esta tecnologia pode não ocasionar efeitos negativos no comportamento de carvões e biomassas.

Aug 16, 2017

By Ana Maria Gontijo Figueiredo

Muitos dispositivos biomecânicos têm sido produzidos com ligas superelásticas (SE) de NiTi. Na maioria das aplicações, o material é submetido a solicitações mecânicas cíclicas, tornando seu comportamento sob fadiga um parâmetro importante. Neste trabalho são apresentados resultados de ensaios de fadiga por flexão rotativa de um fio SE, ensaiado a seis temperaturas diferentes, sob amplitudes de deformação (?a) variando de 1% a 12%. As curvas mostram que a vida em fadiga do material na fase martensítica estável (ME) é cerca de 100x maior do que na fase austenítica estável (AE). A curva do fio SE se aproxima da curva do fio AE para pequenas ?a e, com o seu aumento, se aproxima da curva do fio ME quando ?a aumenta. As superfícies de fratura obtidas foram observadas ao microscópio eletrônico de varredura e foram calculadas as áreas correspondentes à fratura por fadiga (af). Os resultados mostram que, para o fio nas fases AE e ME, af decresce continuamente com o aumento da ?a. Para o caso do fio SE, af permanece relativamente constante para valores intermediários de amplitude de deformação (2% a 8%). Para uma mesma deformação, af cresce com a redução da temperatura, com o consequente aumento do número de ciclos para falha.

Aug 8, 2018

By Dong Maolin

A great amount of high temperature off-gas, whose maximum temperature is up to 2100?, is generated during the smelting process of electric arc furnace (EAF). The dust content, which is mainly iron oxide, of the off-gas is high and worthy of industrial recovery. The heat carried by the high temperature off-gas with dust is about 11% of the total energy input of EAF, and some even is as high as 20%. The high-temperature off-gas not only takes away a lot of heat but also places a huge burden to de-dusting system of EAF. It not only reduces the iron oxide dust recovery ratio, but also causes serious pollution problems. With the development of the iron and steel industry, the proportion of molten iron for EAF gradually increases, and even more than 30% in some cases. The increase of molten iron causes increases in the amount of EAF off-gas and heat waste. As a result the problem of dust removal is worsening [1-2]. How to sufficiently recover the sensible heat of the high temperature off-gas, create conditions for efficient dust removal, thus reduce operating costs of dust removal system and the production costs is a problem which EAF steel making companies must pay attention to.

Oct 30, 2017

By Gabriela Pereira de Miranda

Este estudo teve por objetivo avaliar a soldabilidade a pontos entre os aços 22MnB5 e Dual Phase da classe de 800 MPa de limite de resistência (DP800), ambos com 1,8 mm de espessura. A intenção foi determinar os parâmetros adequados de soldagem para esse tipo de junta soldada, que vem sendo progressivamente utilizada na estrutura de veículos automotores, em virtude do uso crescente de peças fabricadas a partir do aço 22MnB5, submetido ao processo de estampagem a quente (hot stamping). Foram avaliadas as propriedades mecânicas através de ensaios estáticos de cisalhamento e de tração cruzada, em juntas soldadas produzidas a partir da variação do tempo de soldagem e da força aplicada pelos eletrodos. Percebeu-se que as juntas confeccionadas com o tempo de soldagem com múltiplos pulsos (9/2/9/2/9 ciclos) e a força de 5,0 kN obtiveram os melhores resultados em cisalhamento. Em contrapartida, os corpos de prova produzidos com a força de 6,5 kN atingiram os maiores valores em tração cruzada. Independentemente dos parâmetros aplicados, todas as condições avaliadas permitiram alcançar o valor mínimo de carga de ruptura necessária para garantir a qualidade de uma junta soldada a ponto entre os aços avaliados.

Aug 16, 2017

By Luciana Pirone de Oliveira

O cobre é encontrado na natureza na forma de óxidos ou sulfetos e sua obtenção na forma metálica é usualmente alcançada através da pirometalurgia e eletrólise. Em ambos os processos há, além do gasto com energia, a geração de grande quantidade de passivos ambientais. Neste contexto a redução via plasma de hidrogênio se apresenta como uma alternativa promissora, pois valores significativos de carga metálica podem ser obtidos em temperaturas inferiores aos processos usuais e tendo como resíduo apenas vapor de água. Neste trabalho procurou-se investigar a influência do fluxo de hidrogênio na eficiência da redução do Cu2O por plasma de hidrogênio em baixa temperatura. Os experimentos foram realizados em reator de plasma pulsado CC nas vazões de 100, 200, 300 e 400 cm3/min, com temperatura constante de 300°C por 1h e pressão de 4Torr. A eficiência da redução foi determinada através de um balanço de massa e as análises dos produtos da redução foram feitas por difração de raios-x (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados parciais ratificam a redução a plasma como nova rota para a produção de cobre metálico e demonstram que as variações do fluxo de hidrogênio têm pouca influência na eficiência da redução.

Aug 8, 2018

By Eduardo Viedo Moreira

Analisou-se o tratamento térmico de revenimento de grampos ferroviários, modelo E2039AV, feitos a partir de barras redondas com aproximadamente 20 mm de diâmetro do aço SAE 9254 tendo como objetivo reduzir o tempo do processo de fabricação. A temperatura do forno foi mantida em 490ºC e 18 grampos foram imersos no sal fundido. Em grupos de 3, os grampos foram retirados em intervalos de 10 minutos, tendo o último grupo permanecido no forno por 60 minutos. Após cada retirada foram feitos os ensaios necessários para aferir a qualidade das peças: carga estática, dureza e fadiga. Após apenas 10 minutos de revenimento os grampos já resistiam ao mínimo de 1.000 kgf sem fraturar e apresentaram medidas de dureza próximas ao limite superior de especificação, ou seja, a dureza que era aproximadamente 58 HRC antes do revenido, atingiu valores próximos a 48 HRC. O último teste, fadiga, foi feito apenas nos grupos de grampos revenidos por 30 e 50 minutos. Pôde-se concluir que é possível reduzir o tempo de revenimento do grampo E2039AV feito de aço SAE 9254 de 60 minutos para pelo menos 50 minutos mantendo-se a qualidade dos grampos sem a necessidade de aumentar a temperatura do forno.

Aug 17, 2017

By Rosana Vilarim da Silva

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um compósito permeável formado por uma matriz de polipropileno reforçada com resíduos de construção e demolição (RCD). Inicialmente foi feita a limpeza, peneiramento e caracterização do RCD. O compósito foi conformado na forma de placas pelo processo de compressão a quente. O RCD foi misturado com os grânulos do polímero e a mistura disposta em um molde que foi fechado e comprimido com carga de 1 ton e mantido na temperatura de 210oC por 10 min. Foram conformadas placas permeáveis e impermeáveis variando-se o percentual dos constituintes e granulometria do RCD. Para a caracterização foram realizados ensaios de permeabilidade e flexão em três pontos. As placas permeáveis apresentaram elevado grau de permeabilidade, muito superior aos requisitos mínimos para concreto. Foi constatado que a distribuição granulométrica tem influência na resistência mecânica e permeabilidade do compósito. O aumento do teor de granulados finos promoveu aumento nas propriedades mecânicas em flexão sem perda da permeabilidade. Com a impermeabilização das placas e consequente redução de vazios as propriedades mecânicas em flexão praticamente triplicaram. Analisando os resultados de uma forma geral pode-se concluir que há margem para melhorar o desempenho mecânico do compósito sem perda da permeabilidade.

Oct 30, 2017

By Janaina Gonçalves Maria da Silva Machado, Carlos Mateus Braga de Almeidar, Leandro Miranda Nascimento

Knowing the reduction of the concentration of iron in the mineral load extracted in the last decades and, therefore, greater need for comminution processes, there is no denying that iron ores tend to get increasingly thin for steelmakers. In Reactors such as Blast Furnace and others of fusion-reduction, where the reduction of the iron ore for the metallic iron for the steel production occurs, we observed that one of the alternatives is to agglomerate the raw materials in the form of briquettes, improving the kinetics of the chemical reactions, since ores in the form of fines impair factors such as the permeability required for reduction. These agglomerates are composed of a reducer, fines of ferrous materials and a binder material, and require, in addition to satisfactory Metallization, mechanical resistance, avoiding losses when the compound is fragmented during transport or during its deposition in the Steel Reactor. In the following work, Briquettes were produced with Charcoal, Pellet Feed, Molasses Cane and Hydrated Lime. The mixtures were pressed under different conditions of Pressure (1, 2 and 3 tons-force), and pressing time (20 , 60 and 100 seconds), aiming to analyze the influence of these two variables on the drop tests, mechanical resistance of the briquettes generated.

Oct 1, 2019

By Peter Grawenhof

In steel mills universal joint shafts, slipper spindles and gear spindles are used to overcome the design- and process- related offset between the axis of the motors and the work rolls. At the roll side the available space for the couplings is limited by the minimum work roll diameter. This leads to extremely high loaded components of the universal couplings especially at the roll side joints. Furthermore modern steel mills continuously strive to roll larger plates and materials with increased strength. This requires drive solutions with even higher torque capacity. For these applications conventional design joints are not sufficient anymore. Even alternative solutions such as hybrid- or offset- designs fall short. Therefore the companies Voith and BUMA Engineering developed together the new GearLink drive concept in close cooperation with the Voestalpine Grobblech GmbH. A completely new combination of universal joints and gear couplings offers an up to now unique solution enabling the use of 1,35- times bigger joint with a 2,5- times higher torque capacity and a 20- times longer lifetime. The GearLink system was first time successfully taken into operation at Voestalpine Grobblech in December 2013 and is up to now working without issue.

Aug 16, 2017

By Márcio Aurélio dos Santos

A Automação Industrial utiliza de forma intensiva os mesmos equipamentos e softwares de TI como servidores, historiadores, switches, firewall, dentre outros. No entanto, são poucas as áreas de automação que aplicam de forma eficaz todos os controles e cuidados que esses ativos requerem. Neste cenário, a garantia de altos níveis de disponibilidade dos sistemas de automação inicia-se pelo ambiente físico no qual tais sistemas estão instalados. É comum a improvisação de ambientes inadequados dentro das áreas industriais ou a instalação em subestações elétricas que não foram construídas com o rigor necessário para receber os ativos de TI Industrial utilizados nos sistemas automação. A solução para manter elevados os índices de disponibilidade destes ativos é, sem dúvida, instalá-los em Data Centers, comumente utilizados nas áreas de TI, o que é facilmente justificável pelo fato de que a indisponibilidade dos ativos de automação representa um impacto maior aos resultados das indústrias ao se comparar com a indisponibilidade dos ativos de “TI Corporativa”. Assim, este trabalho conceitua um ambiente de Data Center, discute as particularidades relacionadas à Automação Industrial (projetos de cabeamento estruturado e as interligações entre os níveis 1 e 2 de Automação) e apresenta as estratégias que a Samarco Mineração está adotando com relação ao tema.

Jul 30, 2018

By João Carmo Vendramim

A oxidação da superfície de peças, ferramentas, moldes ou matrizes construídas em ligas ferrosas tem larga utilização na indústria. As aplicações podem ser as mais diversas, tais como simplesmente atender às questões estéticas, proteção da superfície contra a corrosão, ou proteção contra a interação química com outros metais. Dentre as técnicas industriais utilizadas há o processo conhecido como “Oxidação Negra” que é realizado em baixas temperaturas, com imersão do aço da peça em óleo quente, ou banho de sal especial, ou mesmo a frio (soluções especiais). Outros processos utilizam fornos industriais com atmosfera de ar para aquecer a liga ferrosa até temperaturas da ordem de 500ºC e acrescentar (“pingar”) água como fonte de oxigênio. E em outros, aplicação ceras hidrocarbonetadas e ácidos inorgânicos e posterior oxidação [1] com aquecimento a temperaturas da ordem de 500ºC. Nesses processos, o objetivo é formar uma camada de óxidos tipos Magnetita e Hematita cujas características de menor coeficiente de atrito e determinadas propriedades físicas e químicas serviriam de barreira à interação química com outros metais em contato. A camada de óxido obtida nas condições descritas acima é bastante útil para determinadas aplicações industriais, tais como moldes de injeção de alumínio. Esse texto descreve o processo de oxidação desenvolvido utilizando a tecnologia de plasma.

Jul 30, 2018