高强度高韧性

篇一：10、铸态高强度高韧性球墨铸铁生产技术

铸态高强度高韧性球墨铸铁生产技术

李永红 刘思明

（安徽神剑科技股份有限公司 安徽 合肥 230022）

摘要 本文以铸态QT600-10材质生产技术为例，简要介绍了铸态高强度高韧性球墨铸铁件控制要点：在铸态通过控制影响力学性能的微观组织因素，满足球墨铸铁件高强度和高韧性的要求。

关键词 铸态高强度高韧性；铸态QT600-10；合金化；

铸态高强度高韧性球墨铸铁件，在满足特殊性能要求的基础上，减少了热处理环节，节约了中间运输成本，缩短了供货周期，是企业在制造过程中，努力追求的方向，特别是当前市场竞争激烈日趋白热化的环境下，可以有效减低企业生产成本，提高产品竞争力。现结合本企业，在多年生产铸态高强度高韧性球墨铸铁件方面积累的经验，以QT600-10材质为例介绍其控制方法。

1 引言

包括球墨铸铁在内的铸造合金的性能是由其含有一定成分的显微组织所决定的，要获得所需的性能，可以通过控制其显微组织，并使该组织中含有一定数量的合金强化元素。通常强度与塑性之间始终存在矛盾，而随着对合金强化基体组织认识的加深，对于金属材料性能特殊要求的不断提高，要求球墨铸铁强度达到600MP以上，同时要求其具有很好的强韧性延伸率10%以上，通过热处理很难同时保证强度与韧性要求，通过控制影响显微组织的因素（化学成分，合金化，熔炼质量，球化孕育处理、壁厚条件、冷却速度等），可以满足铸态高强度，高韧性要求，现简单介绍其控制方法：

2 化学成分的选择

2.1 碳 碳促进镁的吸收，改善球化、提高石墨球的圆整度；提高铁液的流动性，减少铸件的疏松缺陷和缩凹倾向；能够促进石墨化，减小白口倾向。但是，过高的碳又容易产生石墨漂浮，使铸件综合性能降低。因此将碳控制为3.5%~3.7%。

2.2硅 促进石墨化元素，在球墨铸铁生产中由于硅的孕育作用，使珠光体和铁素体的比例改变：Si控制在2.0%~2.5%有利于珠光体组织的生成，而为了在保证强度达到600MP的基础上，延伸率达到10%，必须适当提高孕育效果，保证一定比例的铁素体组织，将硅控制在2.5%~2.8%。

2.3 锰 锰使稳定珠光体元素，可以提高强度和硬度，降低塑性和韧性；但锰易产生偏析，锰量过多，易在共晶团边界形成化合物，降低铸件的力学性能，对厚大铸件更为严重。

一般不采用锰作为铸态形成珠光体的元素，将锰控制为<0.5%。

2.4 硫 硫与镁、稀土亲和力很强，消耗铁液中的球化元素，形成MgS、RES渣，降低球化率；硫越高、消耗球化剂越多、因此铁液含硫量高是造成球化元素残留量少而导致球化不良的主要原因；另外，含硫量高还容易产生夹渣、皮下气孔等缺陷。故S<0.03 %。

2.5 磷 磷在球铁中溶解度很低，当磷超过某一含量时，易偏析于共晶团边界形成磷共晶，降低铸件的塑性、韧性和强度，并且使铸件产生冷裂。因此P <0.05 %。

2.6 镁和稀土 铁液中有一定的镁和稀土元素的残留量才能保证石墨成球。在稀土镁球铁中，镁起主要球化作用，稀土起辅助球化作用，并起到净化铁液、抗球化干扰元素的作用。将它们控制在如下范围：Mg残0.030%~0.05%、RE残0.030%~0.05%。

2.7铜+锡 铜在共晶转变时，促进石墨化，减少或消除游离渗碳体的形成；在共析转变时，促进珠光体的形成，可减少或完全抑制铁素体的形成；对基体固溶强化。是铸态高强度高韧性球墨铸铁生产中，理想的合金元素。而铜量小于0.4%时，对于大量增加珠光体数量没有明显影响，对于薄壁铸件采用铜作为合金元素保证强韧性要求是最为理想的选择，根据壁厚条件，控制Cu的范围为0.20~0.50%；

而对于厚壁件，采用一定比例的微量合金元素锡（在0.04%可以消除铁素体获得铸态珠光体；加入0.06%~0.10%，可使64mm厚的断面在铸态完全珠光体，且不形成游离渗碳体）配合一定比例的铜来控制基体组织比例，并强化微观组织，根据铸件壁厚Cu+Sn%为0.2~0.5%+0.02~0.05%，可以有效保证铸态球墨铸铁件的强韧性要求。

3 铁液的熔炼

铁液采用中频感应电炉熔炼工艺，使用尽可能纯净的生铁：P、S、干扰球化元素及各类合金元素要尽可能低；回炉铁一般为同材质的浇冒口、废品或加工的铁屑，便于合金回用降低成本，也有利于铁水成分控制；废钢应尽可能选用单一种类、干净，无砂、锈等杂物的废钢；合金铜、锡是产品性能是否能达到要求的关键，在不利用特殊专用球化剂、孕育剂的情况下，如何确保合金在铁水中均匀，是产品质量和性能稳定的基础，考虑到两种合金在熔炼过程中不烧损，在熔炼前期以合金形式加入到炉底熔炼，可以确保合金在整炉铁水中最大限度的浓度均匀；原铁水化学成分控制原则上CE适中，C 高，Si低，Mn，P，S低，干扰元素Ti低的前提下，炉料配比使C：3.6~3.8%，Si：1.1~1.5%。

4 球化及孕育处理

4.1 球化剂的选用

球化剂的选用与铁液质量有关：原铁液中含硫量不同，选用含稀土量不同的球化剂，即使利用电炉熔炼，如果使用的生铁中含硫及其它杂质元素多，原铁水含S＞0.03%，则选用FeSiMg8RE7的球化剂；S＜0.03%时，则选用低稀土的FeSiMg8RE5或FeSiMg8RE3球化剂。

球化剂质量不仅与化学成分有关，而且与粒度也有一定的关系，生产实践过程中，粒度过大，不易快速溶解，使反应熔化时间长，导致球化剂上浮至铁液表面烧损，镁的吸收率下降，影响球化效果；同时，球化剂粒度过小，特别是呈粉末状的比例要严格控制，因为铁水温度高，容易直接烧损，温度低则，直接氧化。生产过程中球化剂粒度主要还是取决于球化

包的大小和球化温度：生产过程中使用300Kg球化包，球化处理温度1510C~1540C，因此球化剂粒度选用5~30 mm，超标粒度的球化剂应小于5%。

4.2 球化处理

采用通用的堤坝式冲入法球化处理，堤坝高度为100~200mm，球化剂加入球化包堤坝靠炉体一侧后，加0.4%的粒度为3~8mm孕育剂覆盖在球化剂上，用铁叉捣平捣紧，再加放一块厚度8mm专用压板用铁叉捣平，由此可提高镁的回收率20%~30%，球化剂加入量约为铁水重量的1.0%~1.2%。球化反应时间一般为100秒~120秒，球化时铁水应避免直接冲到球化剂上，球化方式应是铁水大约到1/3时开始球化反应。由于电炉熔炼的铁水纯度高，表面活度大，铁水容易氧化，因此球化反应结束后，要立即加集渣剂覆盖，及时转包孕育，球化处理后的铁水应该尽可能快的浇注完毕，避免球化衰退和温度降低过多，影响产品质量，一般根据铸件大小，等待浇注的时间，不超过8分钟。

4.3 孕育处理

孕育剂选用常用的75FeSi，为提高孕育效果，并合理控制终硅量根据生产条件，采用二次孕育处理方式：采用冲入法球化时在球化剂表面加入0.4%的孕育剂，孕育剂粒度3~8 mm，待冲入铁液进行球化处理时，同时发生孕育作用，在浇注前将铁水从球化包转入浇注包时在铁水表面加入0.2~0.3%的粒度为1~3mm的孕育剂作为二次孕育，可以有效防止孕育衰退提高孕育效果。

由于铸态高强度高韧性球墨铸铁件的性能主要由合金化后的微观基体组织保证，而珠光体数量以及铁素体基体强度主要依靠合金铜、锡的作用体现，适当加强孕育效果，有利于铸件在保证抗拉强度达到600MP的前提下，有较强的韧性，延伸率＞10%，并能有效消除碳化物，有利于铁水补缩，减小铁水收缩倾向，防止铸件产生疏松。

00

5 结果

5.1在实际生产过程中，选用优质原材料（生铁、废钢）；利用中频电炉进行熔炼，根据壁厚条件，合理设计化学成分，合金化，把球化前铁液成分控制到工艺要求范围内；选用合理的球化孕育处理工艺，实现了铸态高强度高韧性球墨铸铁件的稳定生产，薄壁件及厚壁件化学成分控制要求如下表所示：

表1 薄壁件及厚壁件化学成分控制要求

5.2 不同壁厚铸态高强度高韧性球墨铸铁件化学成分一览表

表2不同壁厚铸态高强度高韧性球墨铸铁件化学成分一览表

5.3 不同壁厚铸态高强度高韧性铸件性能、石墨形态、组织一览表

表3不同壁厚铸态高强度高韧性铸件性能、石墨形态、组织一览表

5.4 不同壁厚铸态高强度高韧性铸件本体基体组织金相对比图：

图1不同壁厚铸态高强度高韧性铸件本体基体组织金相对比图

6 结论

6.1在实际生产中通过控制影响铸态微观组织的因素，控制铸态球墨铸铁件的铸态基体组织和力学性能；

6.2铸态高强度高韧性球墨铸铁件的生产，要根据不同壁厚条件，合理设计化学成分，选用不同合金化工艺，在熔炼条件一定，保证球化孕育的基础上，通过控制基体组织比例，发挥合金强化作用，满足不同壁厚铸件的高强度高韧性要求。

参考文献

[1]吴德海，钱力，胡家骢.灰铸铁、球墨铸铁及其熔炼[M].北京：中国水利水电出版社.2006:64-74 [2]《铸造技术标准手册》编委会.铸造技术标准手册.北京.中国物质出版社.2004:90,165

作者简介：李永红：男、1979年2月7日、2002年7月毕业于华北工学院、学士、工程师、主要从事铸造技术应用、

管理和工艺设计工作。

篇二：高强度高韧性环氧胶---- THR8001 -

高强度高韧性环氧胶---- THR8001 -

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篇三：“十三五”重点项目-高强度、高韧性建筑用钢材建设项目申请报告

“十三五”重点项目-高强度、高韧

性建筑用钢材建设项目申请报告

编制单位：

根据国家发改委规定，凡是被纳入《政府核准的投资项目目录》项目投资申报时必须编写项目申请报告。项目申请报告是针对企业固定资产投资核准制而规定的一个文体，拟建项目从规划布局、资源利用、征地移民、生态环境、经济和社会影响等方面进行综合论证，为政府审批部门对企业投资项目进行核准提供依据。

项目申请报告主要内容包括：申报单位及项目概况；战略规划、产业政策及行业准入；项目选址及土地利用；资源开发及综合利用；征地拆迁及移民安置；环境和生态影响分析；经济影响分析；社会影响分析。

编写项目申请报告流程：我们将根据不同的行业、专业、地区对项目申请报告的不同要求，编写符合要求的的项目申请报告。首先确

定任务的方案和侧重点，根据不同的需要，提出不同的研究提纲、确定各部内容的深度要求，经与委托方协商后，组成由相关专业技术人员参加的项目组，确定项目经理，进行现场考察、搜集资料、尽职调查、研究论证，在此基础上提交规范的研究成果。同时，我们也配合项目单位完成发改委立项、核准、融资等后续深度服务。

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国家规定的项目申请报告格式

第一章 申报单位及项目概况

1.1高强度、高韧性建筑用钢材建设项目申报单位概况

1.1.1高强度、高韧性建筑用钢材建设项目申报单位名称

1.1.2申报项目名称

1.1.3高强度、高韧性建筑用钢材建设项目申报单位法定代表人

1.1.4高强度、高韧性建筑用钢材建设项目申报单位简介

1.2高强度、高韧性建筑用钢材建设项目概况

1.2.1高强度、高韧性建筑用钢材建设项目名称

1.2.2高强度、高韧性建筑用钢材建设项目性质

1.2.3高强度、高韧性建筑用钢材建设项目的建设背景

1.2.4高强度、高韧性建筑用钢材建设项目建设地点

1.2.5高强度、高韧性建筑用钢材建设项目主要建设内容和规模

1.2.6原辅材料及用量

1.2.7产品和工程技术方案

1.2.8主要设备选型和配套工程

1.2.9组织机构及劳动定员

1.2.10投资规模和资金筹措方案

1.2.11高强度、高韧性建筑用钢材建设项目施工进度及招投标

1.2.12高强度、高韧性建筑用钢材建设项目财务和经济评论

第二章 发展规划、产业政策和行业准入分析

2.1发展规划分析

2.2产业政策分析

2.3行业准入分析

第三章 资源开发及综合利用分析

3.1资源开发方案

3.2资源利用方案

3.3资源节约措施

第四章 节能方案分析

4.1用能标准和节能规范

4.1.1相关法律、法规、规划和指导文件

4.1.2国家行业相关标准及规范

4.2能耗状况和能耗指标分析

4.2.1高强度、高韧性建筑用钢材建设项目所在地的能源供应状况

4.2.2高强度、高韧性建筑用钢材建设项目的能源消耗种类和数量

高强度、高韧性建筑用钢材建设项目能源消耗表

篇四：高强度高韧性不锈钢弹簧钢丝的发展

高强度高韧性不锈钢弹簧钢丝的发展

[=/-5-;综述\7～\,口2.-高强度高韧性不锈钢弹簧钢丝的发展天津冶金局材料研究所荣启光杨照\/李允文撇……一度,…～…弹簧钢丝的基本性能指标,表面质量及处理工艺,以及不锈钢弹簧在制造过程中应注意的事项,进行了全面的综合阐述.为国内不锈钢丝尽快取代进口产品,指出了努力的方向.ⅱ叙词三塑坚兰兰塑兰1前言不锈钢弹簧,具有耐腐蚀,抗氧化等优点.广泛地应用于电子电器,食品工业,化学工业,纺织机械和汽车制造等性能要求严格的行业中.目前,国内生产的不锈钢弹簧钢丝在机械性能,表面质量等诸多方面不能满足优质弹簧的要求,致使相当部份的不锈钢弹簧钢丝依赖进口.本文就近几年来,对不锈钢弹簧钢丝的研究和生产工艺的要点作了简要的阐述,希望能进一步推动不锈钢弹簧钢丝的国产化.2不锈钢弹簧钢丝的基本性能2.1材料的选择在选择不锈钢弹簧的材料时,要根据弹簧的具体要求,考虑其耐腐蚀性,抗拉强度,抗松弛力,疲劳强度,最高工作温度以及磁性等因素.图1可以作为加工弹簧选择不锈钢种类的参考.对于敏感的仪器和设备上使用的弹簧,不允许带磁性;应采用具有奥氏体稳定性的316,316,-0890钢.但是,316,316钢经冷拔加工后,具有很高的还原强度;因而,也会带有轻微的磁性.2.2化学成份对8—8型钢强度的影响众所周知,几乎所有经退火处弋妫.理的18—8型钢,都具有完全的奥氏体结构在拔过程中,奥氏体结构将部份地转变为马氏体在冷加工后,18—8型钢的强度,硬度都相应地增加,即所谓的加工硬化因此,这类钢材适用于制造弹簧.不锈钢的加工硬化与其化学'戈份有关,通常合金元素含量少的材料主要是)比舍金元素含量高的材料的加工硬化率高.图2表明三种不同成份的不锈钢中马氏体量1耐腐蚀性(2.)2抗拉强度(未经回火处理3抗拉强度(经回火处理)4抗松弛力(20.)5疲劳强度图1各种不锈钢丝的加工硬化表1不锈钢弹簧钢丝的性能(丝径2.0'1)抗拉强度屈服强度弹性模量抗剪强度剪切模量6"()咖.(/)(/)"(/)(/)30418416516800147∞0316151516000816700631儿1781571720977500310148216000826600壁彩))马氏体含量与变形量的关系抗拉强度与变形量的关系图2几种不锈钢的加工硬化回^丑虚'.】圈3低温回火时的机械性能2若毫对图4应力——循环次数和抗拉强度随变形量(还原)的变化.抗剪弹性模量(刚性模量),就成为非常重要啊考可见,马氏体的形成,使材科的抗拉强度增虑因素.弹簧材斟的剪切应力越大,弹簧力越强;加.抗剪弹性模量越高,对一给定的压缩量,则弹簧力2.3不锈钢弹簧钢丝的抗拉强度和屈服强度越高.图5中表示了在回火过程中,弹簧的弹性模目前,不锈钢弹簧钢丝的机械性能,趋向在较量和剪切模量的变化.高的强度下仍保持良好的韧性(2.4疲劳强度).可见,弹性模量和剪切模量的变化规律,与抗表,给出了日本精丝株式会社发表的性能指标.拉强度和屈服强度有相近之处;即随着回火温度不锈钢弹簧钢丝的抗拉强度和屈服强度随回火温(时间)的升高,弹性模量和剪切模量增大,当温度度变化的规律,如图3所示.超过某一范围,它们则开始降低.可见,随回火温度的提高,抗拉强度和屈服强3国外不锈钢弹簧钢丝的特殊处理度在较低温时,有上升趋势.在回火温度超过一定3.1表面处理值时,又大幅度降低.不锈钢弹簧钢丝的表面,分为无保护膜,抛2.4疲劳强度光,树脂保护膜(),镀镍.又可分为干式拉丝和大多数弹簧都要经过多次加载循环,故弹簧湿式拉丝.钢丝的疲劳强度是极其重要的.减少钢丝中夹杂其中,抛光后的钢丝具有光洁的表面,很容易物的含量.及采用炉外精炼的方法,可以将疲劳强达到弹簧钢丝规定的标准.这不仅是为了外表美度提高到某一极限.观,而且是为了使其具有良好的耐腐蚀性和满足图4给出了瑞典公司三种钢材的应力卫生条件.——循环次数图.这三种钢材基本上与302相()涂层是一种新的表面处理工艺;同,只是添加少量的合金元素或改善加工的方它是一种润滑剂,主要成份是无机盐,具有在潮湿法.但是,疲劳强度却有较大的变化.环境中不易分解的性质,其中只含有极少量的氯2.5高温性能化物成份(大约0.1%).要说明弹簧材料的最高工作温度,有时是较大量使用具有涂层的弹簧钢丝,有外为困难的.因为,不同的弹簧其要求不同,尤其是处:强度要求.产量高,工艺简单,能满足严格的检测和弹性表2给出了不同牌号

的不锈钢弹簧的工作温极限要求;度.同时,图3和图5表明了超过某一温度范围,减少了卷绕中的擦伤,提高了抗疲劳裂纹的弹簧的机械性能将迅速降低.强度;2.6弹性模量和剪切模量减少了与卷绕工具的磨损,以及生产中的监对于螺旋弹簧的材料,一般处于剪切应力之测.中.因此,在选用弹簧时,弹簧钢丝的剪切强度和3.2钢丝矫直表2几种不锈钢弹簧钢丝的最高工作温度.钢1211105511155608702659种3023030230236316.1163最高工作温度.25300350注:,265和089004相同3根据绕制弹簧的要求,高强度钢丝一般都要经过矫直处理.矫直处理后的钢丝,其优点是:绕制后的弹簧无须校整,从而提高生产效率;提高热处理后钢丝的平直度,以获得均匀的性能;提高疲劳强度,降低回复.一般用定长(200或)钢丝的中心高度,来表示钢丝的平直度(如图6).目前,优质不锈钢弹簧钢丝的平直度非常高.4不锈钢弹簧制造过程中的一些建议41润滑制造不锈钢弹簧,与制造碳素钢弹簧一样.由于在钢丝表面和工具之问存在着有害的摩擦,故应该十分注意润滑.为了得到令人满意的润滑效果,必须既在钢丝表面罩上一层高质量的润滑层(),又在绕制过程中进行适当的润滑.钢丝与绕制工具之阔存在着很太的摩擦,且不断地变化,势必经常引起表面划伤和弹簧尺寸的不稳定;除了直径很小的钢丝外,绕制其它抛光钢丝都需要添加润滑剂.4.2工具材料最适合做绕制工具和导向工具的材料是烧结的碳化物有很高的耐磨性.43弯曲弯曲半径不得小于钢丝直径的一半.44清洗润滑保护层,可以不加额外润滑剂

篇五：“十三五”重点项目-高强度、高韧性建筑用钢材建设项目可行性研究报告

“十三五”重点项目-高强度、高韧性建筑用钢材建设项目可行性研究报告

编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司

本报告是针对行业投资可行性研究咨询服务的专项研究报告，此报告为个性化定制服务报告，我们将根据不同类型及不同行业的项目提出的具体要求，修订报告目录，并在此目录的基础上重新完善行业数据及分析内容，为企业项目立项、申请资金、融资提供全程指引服务。

可行性研究报告 是在招商引资、投资合作、政府立项、银行贷款等领域常用的专业文档，主要对项目实施的可能性、有效性、如何实施、相关技术方案及财务效果进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价，以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方案和最佳时机而写的书面报告。

可行性研究是确定建设项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投

资管理中，可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。在此基础上，综合论证项目建设的必要性，财务的盈利性，经济上的合理性，技术上的先进性和适应性以及建设条件的可能性和可行性，从而为投资决策提供科学依据。

投资可行性报告咨询服务分为政府审批核准用可行性研究报告和融资用可行性研究报告。审批核准用的可行性研究报告侧重关注项目的社会经济效益和影响；融资用报告侧重关注项目在经济上是否可行。具体概括为：政府立项审批，产业扶持，银行贷款，融资投资、投资建设、境外投资、上市融资、中外合作，股份合作、组建公司、征用土地、申请高新技术企业等各类可行性报告。

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报告用途：发改委立项、政府申请资金、申请土地、银行贷款、境内外融资等

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可行性研究报告大纲（具体可根据客户要求进行调整）

第一章 高强度、高韧性建筑用钢材建设项目总论

第一节 高强度、高韧性建筑用钢材建设项目概况

1.1.1高强度、高韧性建筑用钢材建设项目名称

1.1.2高强度、高韧性建筑用钢材建设项目建设单位

1.1.3高强度、高韧性建筑用钢材建设项目拟建设地点

1.1.4高强度、高韧性建筑用钢材建设项目建设内容与规模

1.1.5高强度、高韧性建筑用钢材建设项目性质

1.1.6高强度、高韧性建筑用钢材建设项目总投资及资金筹措

1.1.7高强度、高韧性建筑用钢材建设项目建设期

第二节 高强度、高韧性建筑用钢材建设项目编制依据和原则

1.2.1高强度、高韧性建筑用钢材建设项目编辑依据

1.2.2高强度、高韧性建筑用钢材建设项目编制原则

1.3高强度、高韧性建筑用钢材建设项目主要技术经济指标

1.4高强度、高韧性建筑用钢材建设项目可行性研究结论

第二章 高强度、高韧性建筑用钢材建设项目背景及必要性分析

第一节 高强度、高韧性建筑用钢材建设项目背景

2.1.1高强度、高韧性建筑用钢材建设项目产品背景

2.1.2高强度、高韧性建筑用钢材建设项目提出理由

第二节 高强度、高韧性建筑用钢材建设项目必要性

2.2.1高强度、高韧性建筑用钢材建设项目是国家战略意义的需要

2.2.2高强度、高韧性建筑用钢材建设项目是企业获得可持续发展、增强市场竞争力的需要

2.2.3高强度、高韧性建筑用钢材建设项目是当地人民脱贫致富和增加就业的需要 第三章 高强度、高韧性建筑用钢材建设项目市场分析与预测

第一节 产品市场现状

第二节 市场形势分析预测

第三节 行业未来发展前景分析

第四章 高强度、高韧性建筑用钢材建设项目建设规模与产品方案

第一节 高强度、高韧性建筑用钢材建设项目建设规模

第二节 高强度、高韧性建筑用钢材建设项目产品方案

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