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中国钢号板材知识

中国钢号、板材知识

  1、碳素钢的定义及钢中五元素

 

  含碳2%以下的铁碳合金称为钢。

  碳素钢中的五元素是指化学成份中的主要组成物,即C、Si、Mn、S、P(碳、硅、锰、硫、磷)。

其次是在炼钢过程中不可避免地会混入气体,含O、H、N(氧、氢、氮)。

此外,用铝—硅脱氧镇静工艺中,必然在钢水中含有Al,当Als(酸溶铝)≥0。

020%时,还有细化晶粒的作用。

 

  2、钢铁是怎样炼成的?

 

  炼钢的主要任务是按所炼钢种的质量要求,调整钢中碳和合金元素含量到规定范围之内,并使P、S、H、O、N等杂质的含量降至允 许限量之下。

  炼钢过程实质上是一个氧化过程,炉料中过剩的碳被氧化,燃烧成CO气体逸出,其它Si、P、Mn等氧化后进入炉渣中。

S部份进入 炼渣中,部份则生成SO2排出。

当钢水成份和温度达到工艺要求后,即可出钢。

为了除去钢中过剩的氧及调整化学成份,可以添加脱氧剂和铁合金或合金元素。

 

  3、转炉炼钢简介

 

  从鱼雷车运来的铁水经过脱硫、挡渣等处理后即可倒入转炉中作为主要炉料,另加10%以下的废钢。

然后,向转炉内吹氧燃烧,铁水中的过量碳被氧化并放出大量热量,当探头测得达到预定的低碳含量时,即停止吹氧并出钢。

一般在钢包中需进行脱氧及调整成份操作;然后在钢液表面抛上碳化稻壳防止钢水被氧化,即可送往连铸或模铸工区。

  对要求高的钢种可增加底吹氩、RH真空处理、喷粉处理(喷SI—CA粉及变性石灰)可以有效降低钢中的气体与夹杂,并有进一步降碳及降硫的作用。

在这些炉外精炼措施后还可以最终微调成份,满足优质钢材的需求。

 

  4、初轧

 

  模铸钢锭采取热装、热送新工艺,进入均热炉加热,然后通过初轧机及钢坯连轧机轧成板坯、管坯、小方坯等初轧产品,经过切头、切尾、表面清理,(火焰清理、打磨)高品质产品则还需对初轧坯进行扒皮和探伤,检验合格后入库。

  目前初轧厂的产品有初轧板坯、轧制方坯、氧气瓶用钢坯、齿轮用圆管坯、铁路车辆用车轴坯及塑模用钢等。

  初轧板坯主要供应热轧厂作为原料;轧制方坯除部份外供,主要送往高速线材轧机作原料。

  由于连铸板坯的先进性,初轧板坯的需求量大为削减,因此转向上述其它产品了。

 

  5、热连轧

 

  用连铸板坯或初轧板坯作原料,经步进式加热炉加热,高压水除鳞后进入粗轧机,粗轧料经切头、尾、再进入精轧机,实施计算机控制轧制,终轧后即经过层流冷却(计算机控制冷却速率)和卷取机卷取、成为直发卷。

直发卷的头、尾往往呈舌状及鱼尾状,厚度、宽度精度较差,边部常存在浪形、折边、塔形等缺陷。

其卷重较重、钢卷内径为760mm。

(一般制管行业喜欢使用。

  将直发卷经切头、切尾、切边及多道次的矫直、平整等精整线处理后,再切板或重卷,即成为:

热轧钢板、平整热轧钢卷、纵切带等产品。

  热轧精整卷若经酸洗去除氧化皮并涂油后即成热轧酸洗板卷。

该产品有局部替代冷轧板的趋向,价格适中,深受广大用户喜爱。

  宝钢新投资的一条热轧酸洗线正在紧张建设中。

 

  6、冷连轧

 

  用热轧钢卷为原料,经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧,其成品为轧硬卷,由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降,因此冲压性能将恶化,只能用于简单变形的零件。

轧硬卷可作为热镀锌厂的原料,因为热镀锌机组均设置有退火线。

轧硬卷重一般在6~13.5吨,钢卷内径为610mm。

  一般冷连轧板、卷均应经过连续退火(CAPL机组)或罩式炉退火消除冷作硬化及轧制应力,达到相应标准规定的力学性能指标。

  冷轧钢板的表面质量、外观、尺寸精度均优于热轧板,且其产品厚度右轧薄至0.18mm左右,因此深受广大用户青睐。

  以冷轧钢卷为基板进行产品的深加工,成为高附加值产品。

如电镀锌、热镀锌、耐指纹电镀锌、彩涂钢板卷及减振复合钢板、PVC 复膜钢板等,使这些产品具有美观、高抗腐蚀等优良品质,得到了广泛应用。

  冷轧钢卷经退火后必须进行精整,包括切头、尾、切边、矫平、平整、重卷、或纵剪切板等。

冷轧产品广泛应用于汽车制造、家电产品、仪表开关、建筑、办公家具等行业。

钢板捆包后的每包重量为3~5吨。

平整分卷重一般为3~10吨/卷。

钢卷内径610mm。

 

  7、钢的力学性能

 

  7.1拉力试验

  按标准制备的拉力试样,安装在拉力试验机的夹头内,对试样缓慢施加单轴向拉伸应力,直至试样被拉断为止的试验称作拉力试验。

  7.1.1强度

  金属材料在外力作用下,抵抗变形和断裂的能力叫强度。

强度指标包括:

比例极限、弹性极限、屈服强度、抗拉强度等。

  7.1.2比例极限

  对金属施加拉力,金属存在着力与变形成直线比例的阶段,而这个阶段的最大极限负荷Pp除以试样的原横截面积即为比例极限,用σP表示。

  7.1.3弹性极限

  金属受外力作用发生了变形,外力去掉后,能完全恢复原来的形状,这种变形称为弹性变形。

金属能保持弹性变形的最大应力称为弹性极限,用σe表示。

  7.1.4抗拉强度

  试样拉伸时,在拉断前所承受的最大负荷除以原横截面积所得的应力,称作抗拉强度,用σb表示。

当材料所受的外应力大于其抗拉强度时,将会发生断裂。

因此σb越高,则表示它能承受愈大的外应力而不致于断裂。

  国外标准的结构钢常按抗拉强度来分类,如SS400,其中400即表示σb的最小值为400MPa超高强度钢是指σb≥1373Mpa的钢。

  7.1.5屈强比

  屈强比即屈服强度与抗拉强度之比值(σS/σb)。

屈服比值越高,则该材料的强度愈高,屈强比值愈低则塑性愈佳,冲压成形性愈好。

如深冲钢板的屈强比值为≤0.65。

  弹簧钢一般均在弹性极限范围内服役,受载荷时不允许产生塑性变形,因此要求弹簧钢经淬火、回火后具有尽可能高的弹性极限和屈强比值(σS/σb≥0.90)此外疲劳寿命与抗拉强度及表面质量往往有很大关连。

  7.1.6塑性

  金属材料在受力破坏前可以经受永久变形的性能称为塑性。

塑性指标通常伸长率和断面收缩率表示。

伸长率与断面收缩率越高,则 塑性越好。

 

  8、冲击韧性

 

  用一定尺寸和形状的金属试样,在规定类型的冲击试验上受冲击负荷折断时,试样刻槽处单位横截面上所消耗的冲击功,称为冲击韧性以αk表示。

  目前常用的10×10×55mm,带2mm深的V形缺口夏氏冲击试样,标准上直接采用冲击功(J焦耳值)AK,而不是采用αK值。

因为单位面积上的冲击功并无实际意义。

  冲击功对于检查金属材料在不同温度下的脆性转化最为敏感,而实际服役条件下的灾难性破断事故,往往与材料的冲击功及服役温 度有关。

因此在有关标准中常常规定某一温度时的冲击功值为多少、还规定FATT(断口面积转化温度)要低于某一温度的技术条件。

所谓FATT,即一组在不同温度下的冲击试样冲断后,对冲击断口进行评定,当脆性断裂占总面积的50%时所对应的温度。

由于钢板厚度的影响,对厚度≤10mm的钢板,可取得3/4小尺寸冲击试样(7.5×10×55mm)或1/2小尺寸冲击试样(5×10×55mm)。

但是一定要注意,同规格及同一温度下的冲击功值才可相互比较。

只有在标准规定的条件下,才可按标准的换算方法,折算成标准冲击试样的冲击功,再相互比较。

 

  9、硬度试验

 

  金属材料抵抗压头(淬硬的钢球或具有1200圆锥或角锥的金刚石压头)压陷表面的能力称为硬度。

根据试验方法和适用范围的不同,硬度可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度以及显微硬度、高温硬度等。

  冶金产品常用的是布氏硬度和洛氏硬度。

  10、宝钢企业标准(Q/BQB)

 

  宝钢企标中的钢号大致可分为三个来源即从日本JIS标准、德国DIN标准移植及自行开发研制的钢号。

从日本JIS标准中移植来的钢号,一般首位常为S(Steel);从DIN标准移植来的钢号,一般常以ST开头(Stahl德文中的“钢”);宝钢自行开发研制的钢号,一般首位常以宝钢的拼音首位B开头。

  11、结构用热连轧、冷连轧钢板及钢带

 

  结构钢一般按强度分类,在钢号中的数字往往代表抗拉强度的最低值。

由于该类钢常用于制作结构件,因此称作为结构钢。

结构钢的强化机制倾向于降碳增锰固溶强化铁素体、细化珠光体和添加微合金的析出强化、沉淀强化和细晶强化,以确保在提高强度的同时仍保持较好的韧、塑指标并兼具良好的焊接性能。

钢材按外形可分为型材、板材、管材、金属制品四大类。

为便于采购、订货和管理,我国目前将钢材分为十六大品种:

类别

品种

说明

型材

重轨

每米重量大于30千克的钢轨(包括起重机轨)

轻轨

每米重量小于或等于30千克的钢轨

大型型钢

普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边

和不等边角钢及螺纹钢等。

按尺寸大小分为大、中、小型

中型型钢

小型型钢

线材

直径5-10毫米的圆钢和盘条

冷弯型钢

将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢

优质型材

优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等

其它钢材

包括重轨配件、车轴坯、轮箍等

板材

薄钢板

厚度等于和小于4毫米的钢板

厚钢板

厚度大于4毫米的钢板。

可分为中板(厚度大于4mm小于20mm)、厚板(厚度大于20mm小于60mm)、特厚板(厚度大于60mm)

钢带

也叫带钢,实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板

电工硅钢薄板

也叫硅钢片或矽钢片

管材

无缝钢管

用热轧、热轧——冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管

焊接钢管

将钢板或钢带卷曲成型,然后焊接制成的钢管

金属制品

金属制品

包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等

一、我国钢号表示方法概述

钢的牌号简称钢号,是对每一种具体钢产品所取的名称,是人们了解钢的一种共同语言。

我国的钢号表示方法,根据国家标准《钢铁产品牌号表示方法》(GB221-79)中规定,采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。

即:

①钢号中化学元素采用国际化学符号表示,例如Si,Mn,Cr……等。

混合稀土元素用“RE”(或“Xt”)表示。

②产品名称、用途、冶炼和浇注方法等,一般采用汉语拼音的缩写字母表示,见表。

③钢中主要化学元素含量(%)采用阿拉伯数字表示。

表:

GB标准钢号中所采用的缩写字母及其涵义

名称

汉字

符号

字体

位置

屈服点

Q

大写

沸腾钢

F

大写

半镇静钢

b

小写

镇静钢

Z

大写

特殊镇静钢

特镇

TZ

大写

氧气转炉(钢)

Y

大写

碱性空气转炉(钢)

J

大写

易切削钢

Y

大写

碳素工具钢

T

大写

滚动轴承钢

G

大写

焊条用钢

H

大写

高级(优质钢)

A

大写

特级

E

大写

铆螺钢

铆螺

ML

大写

锚链钢

M

大写

矿用钢

K

大写

汽车大梁用钢

L

大写

压力容器用钢

R

大写

多层或高压容器用钢

高层

gc

小写

铸钢

铸钢

ZG

大写

轧辊用铸钢

铸辊

ZU

大写

地质钻探钢管用钢

地质

DZ

大写

电工用热轧硅钢

电热

DR

大写

电工用冷轧无取向硅钢

电无

DW

大写

电工用冷轧取向硅钢

电取

DQ

大写

电工用纯铁

电铁

DT

大写

超级

C

大写

船用钢

C

大写

桥梁钢

q

小写

锅炉钢

g

小写

钢轨钢

U

小写

精密合金

J

大写

耐蚀合金

耐蚀

NS

大写

变形高温合金

高合

GH

大写

铸造高温合金

K

大写

二、我国钢号表示方法的分类说明

1.碳素结构钢

①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。

它的钢号冠以“Q”,代表钢材的屈服点,后面的数字表示屈服点数值,单位是MPa例如Q235表示屈服点(σs)为235MPa的碳素结构钢。

②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。

质量等级符号分别为A、B、C、D。

脱氧方法符号:

F表示沸腾钢;b表示半镇静钢:

Z表示镇静钢;TZ表示特殊镇静钢,镇静钢可不标符号,即Z和TZ都可不标。

例如Q235-AF表示A级沸腾钢。

③专门用途的碳素钢,例如桥梁钢、船用钢等,基本上采用碳素结构钢的表示方法,但在钢号最后附加表示用途的字母。

2.优质碳素结构钢

①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如平均碳含量为0.45%的钢,钢号为“45”,它不是顺序号,所以不能读成45号钢。

②锰含量较高的优质碳素结构钢,应将锰元素标出,例如50Mn。

③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出,例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢,其钢号为10b。

3.碳素工具钢

①钢号冠以“T”,以免与其他钢类相混。

②钢号中的数字表示碳含量,以平均碳含量的千分之几表示。

例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。

③锰含量较高者,在钢号最后标出“Mn”,例如“T8Mn”。

④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量,比一般优质碳素工具钢低,在钢号最后加注字母“A”,以示区别,例如“T8MnA”。

4.易切削钢

①钢号冠以“Y”,以区别于优质碳素结构钢。

②字母“Y”后的数字表示碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如平均碳含量为0.3%的易切削钢,其钢号为“Y30”。

③锰含量较高者,亦在钢号后标出“Mn”,例如“Y40Mn”。

5.合金结构钢

①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,如40Cr。

②钢中主要合金元素,除个别微合金元素外,一般以百分之几表示。

当平均合金含量<1.5%时,钢号中一般只标出元素符号,而不标明含量,但在特殊情况下易致混淆者,在元素符号后亦可标以数字“1”,例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”,前者铬含量为0.4-0.6%,后者为0.9-1.2%,其余成分全部相同。

当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时,在元素符号后面应标明含量,可相应表示为2、3、4……等。

例如18Cr2Ni4WA。

③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素,均属微合金元素,虽然含量很低,仍应在钢号中标出。

例如20MnVB钢中。

钒为0.07-0.12%,硼为0.001-0.005%。

④高级优质钢应在钢号最后加“A”,以区别于一般优质钢。

⑤专门用途的合金结构钢,钢号冠以(或后缀)代表该钢种用途的符号。

例如,铆螺专用的30CrMnSi钢,钢号表示为ML30CrMnSi。

6.低合金高强度钢

①钢号的表示方法,基本上和合金结构钢相同。

②对专业用低合金高强度钢,应在钢号最后标明。

例如16Mn钢,用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”,汽车大梁的专用钢种为“16MnL”,压力容器的专用钢种为“16MnR”。

7.弹簧钢

弹簧钢按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类,其钢号表示方法,前者基本上与优质碳素结构钢相同,后者基本上与合金结构钢相同。

8.滚动轴承钢

①钢号冠以字母“G”,表示滚动轴承钢类。

②高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出,铬含量以千分之几表示。

例如GCr15。

渗碳轴承钢的钢号表示方法,基本上和合金结构钢相同。

9.合金工具钢和高速工具钢

①合金工具钢钢号的平均碳含量≥1.0%时,不标出碳含量;当平均碳含量<1.0%时,以千分之几表示。

例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。

②钢中合金元素含量的表示方法,基本上与合金结构钢相同。

但对铬含量较低的合金工具钢钢号,其铬含量以千分之几表示,并在表示含量的数字前加“0”,以便把它和一般元素含量按百分之几表示的方法区别开来。

例如Cr06。

③高速工具钢的钢号一般不标出碳含量,只标出各种合金元素平均含量的百分之几。

例如钨系高速钢的钢号表示为“W18Cr4V”。

钢号冠以字母“C”者,表示其碳含量高于未冠“C”的通用钢号。

10.不锈钢和耐热钢

①钢号中碳含量以千分之几表示。

例如“2Cr13”钢的平均碳含量为0.2%;若钢中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,钢号前分别冠以“00”及“0”表示之,例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni9等。

②对钢中主要合金元素以百分之几表示,而钛、铌、锆、氮……等则按上述合金结构钢对微合金元素的表示方法标出。

11.焊条钢

它的钢号前冠以字母“H”,以区别于其他钢类。

例如不锈钢焊丝为“H2Cr13”,可以区别于不锈钢“2Cr13”。

12.电工用硅钢

①钢号由字母和数字组成。

钢号头部字母DR表示电工用热轧硅钢,DW表示电工用冷轧无取向硅钢,DQ表示电工用冷轧取向硅钢。

②字母之后的数字表示铁损值(W/kg)的100倍。

③钢号尾部加字母“G”者,表示在高频率下检验的;未加“G”者,表示在频率为50周波下检验的。

例如钢号DW470表示电工用冷轧无取向硅钢产品在50赫频率时的最大单位重量铁损值为4.7W/kg。

13.电工用纯铁

①它的牌号由字母“DT”和数字组成,“DT”表示电工用纯铁,数字表示不同牌号的顺序号,例如DT3。

②在数字后面所加的字母表示电磁性能:

A——高级、E——特级、C——超级,例如DT8A。

三、部分新老钢号对照

1、碳结钢新、老标准钢号对照。

GB700-88新标准系参照采用国际标准ISO630《结构钢》,而GB700-79旧标准主要参照前苏联IOCT380,因此两者的钢号表示方法以及对各钢号所规定的技术要求都不相同,现将新旧标准钢号对照如下。

GB700-88标准

GB700-79标准

钢号

技术条件

钢号

技术条件

Q195

不分等级,其化学成分和力学性能(σs,σb,δ和冷弯)均须保证。

对轧制薄板和盘条等产品,其力学性能的保证条件,可根据产品特点和使用要求,在有关标准中另行规定。

A1B1

A1钢保证的力学性能(σs,σb,δ和冷弯),B1钢保证的化学成分与Q195相同

A1钢的冷弯试验是附加保证条件

1号钢没有特类钢

Q215

分A、B等级,规定的化学成分和力学性能均须保证

Q215A不作冲击试验

Q215B须作室温冲击试验,用V型缺口试样

A2C2

A2钢保证的力学性能,C2钢保证的化学成分及力学性能,与Q215钢基本相同

Q235

分A、B、C、D等级,规定的化学成分和力学性能均须保证

Q235A不作冲击试验

Q235B须作室温冲击试验,用V型缺口试样

Q235C、Q235D用于重要焊接结构,前者于0OC作冲击试验,后者于-20OC作冲击试验,试样,试样同上

A3C3

A3钢保证的力学性能,C3钢保证的化学成分及力学性能,与Q235钢基本相同

A3钢附加保证常温冲击试验,用U型缺口试样

C3钢附加保证常温或-20OC冲击试验,试样同上

Q255

分A、B等级,规定的化学成分和力学性能均须保证

Q255A不作冲击试验

Q255B须作室温冲击试验,用V型缺口试样

A4C4

A4钢保证的力学性能,C4钢保证的化学成分及力学性能,与Q255钢基本相同

C4钢附加保证冲击试验,用U型缺口试样

Q275

不分等级,规定的化学成分和力学性能均须保证

C5

C5钢保证的化学成分及力学性能,与Q275钢基本相同

2、低合金钢目前采用GB/T1591-94代替1591-88,现将部分新老钢号对照如下:

GB/T1591-94

GB1591-88

Q295

09MnV09MnNb12Mn

Q345

12MnV16Mn16MnRE

Q390

15MnV15MnTi16MnNb

Q420

15MnVN14MnVTiRE

板材知识

一、钢板(包括带钢)的分类:

1、按厚度分类:

(1)薄板

(2)中板(3)厚板(4)特厚板

2、按生产方法分类:

(1)热轧钢板

(2)冷轧钢板

3、按表面特征分类:

(1)镀锌板(热镀锌板、电镀锌板)

(2)镀锡板(3)复合钢板(4)彩色涂层钢板

4、按用途分类:

(1)桥梁钢板

(2)锅炉钢板(3)造船钢板(4)装甲钢板(5)汽车钢板(6)屋面钢板(7)结构钢板(8)电工钢板(硅钢片)(9)弹簧钢板(10)其他

二、普通及机械结构用钢板中常见的日本牌号

1、日本钢材(JIS系列)的牌号中普通结构钢主要由三部分组成:

第一部分表示材质,如:

S(Steel)表示钢,F(Ferrum)表示铁;第二部分表示不同的形状、种类、用途,如P(Plate)表示板,T(Tube)表示管,K(Kogu)表示工具;第三部分表示特征数字,一般为最低抗拉强度。

如:

SS400——第一个S表示钢(Steel),第二个S表示“结构”(Structure),400为下限抗拉强度400MPa,整体表示抗拉强度为400MPa的普通结构钢。

2、SPHC——首位S为钢Steel的缩写,P为板Plate的缩写,H为热Heat的缩写,C商业Commercial的缩写,整体表示一般用热轧钢板及钢带。

3、SPHD——表示冲压用热轧钢板及钢带。

4、SPHE——表示深冲用热轧钢板及钢带。

5、SPCC——表示一般用冷轧碳素钢薄板及钢带,相当于中国Q195-215A牌号。

其中第三个字母C为冷Cold的缩写。

需保证抗拉试验时,在牌号末尾加T为SPCCT。

6、SPCD——表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带,相当于中国08AL(13237)优质碳素结构钢。

7、SPCE——表示深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带,相当于中国08AL(5213)深冲钢。

需保证非时效性时,在牌号末尾加N为SPCEN。

冷轧碳素钢薄板及钢带调质代号:

退火状态为A,标准调质为S,1/8硬为8,1/4硬为4,1/2硬为2,硬为1。

表面加工代号:

无光泽精轧为D,光亮精轧为B。

如SPCC-SD表示标准调质、无光泽精轧的一般用冷轧碳素薄板。

再如SPCCT-SB表示标准调质、光亮加工,要求保证机械性能的冷轧碳素薄板。

8、JIS机械结构用钢牌号表示方法为:

S+含碳量+字母代号(C、CK),其中含碳量用中间值×100表示,字母C:

表示碳K:

表示渗碳用钢。

如碳结卷板S20C其含碳量为0.18-0.23%。

三、我国及日本硅钢片牌号表示方法

1、中国牌号表示方法:

(1)冷轧无取向硅钢带(片)

表示方法:

DW+铁损值(在频率为50HZ,波形为正弦的磁感峰值为1.5T的单位重量铁

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