钛合金β区加热保温时间的研究 被引量：7

1

作者 沙爱学 李兴无 +1 位作者 曾卫东 张驰 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期8-11,共4页

利用DEFORM软件详细模拟了钛合金坯料在不同加热方式下的升温过程,并通过热处理工艺实验研究了β区保温时间对TC18钛合金拉伸性能的影响。模拟结果表明采用分段加热方式可大大缩短钛合金坯料在β区的保温时间,规格越大时间缩短得越明显... 利用DEFORM软件详细模拟了钛合金坯料在不同加热方式下的升温过程,并通过热处理工艺实验研究了β区保温时间对TC18钛合金拉伸性能的影响。模拟结果表明采用分段加热方式可大大缩短钛合金坯料在β区的保温时间,规格越大时间缩短得越明显;两相区预热温度对β区保温时间也有显著影响,预热温度从800℃提高到840℃,β区保温时间可缩短1/3～1/2。热处理实验结果表明,β区保温时间超过60m in时会引起TC18钛合金断面收缩率和伸长率大幅度降低。 展开更多

关键词 钛合金 Β锻造 保温时间

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变形量对TC18钛合金力学性能的影响 被引量：6

2

作者 沙爱学 李兴无 王庆如 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期34-37,共4页

采用一种专门用于钛合金锻造工艺参数定量研究的专利技术研究了β区变形量(从10%到65%)对TC18钛合金关键力学性能、显微组织的影响。研究结果表明:β区变形时,变形量对合金抗拉强度影响不大,σb在1150MPa左右;但对合金伸长率、断面收缩... 采用一种专门用于钛合金锻造工艺参数定量研究的专利技术研究了β区变形量(从10%到65%)对TC18钛合金关键力学性能、显微组织的影响。研究结果表明:β区变形时,变形量对合金抗拉强度影响不大,σb在1150MPa左右;但对合金伸长率、断面收缩率和断裂韧度均有显著影响。变形量每增加10%,伸长率可提高0.7%左右;断面收缩率提高4%左右;断裂韧度下降3MPa·m1/2左右。为获得TC18钛合金强度-塑性-韧性的最佳匹配,应将β区变形量控制在35%左右。 展开更多

关键词 TC18钛合金 B锻造 变形量 力学性能

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Ti-V-Cr系阻燃钛合金应用研究进展 被引量：31

3

作者 曹京霞 黄旭 +2 位作者 弭光宝 沙爱学 王宝 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期92-97,共6页

阻燃钛合金是为了应对航空发动机钛火隐患而研制高温结构材料。经过近十年的发展,研发出500℃(Ti40)和550℃(TF550)两个耐温级别的Ti-V-Cr系阻燃钛合金,并且在Ti-V-Cr系阻燃钛合金工业铸锭熔炼、挤压开坯、棒材锻造及环锻件轧制等工艺... 阻燃钛合金是为了应对航空发动机钛火隐患而研制高温结构材料。经过近十年的发展,研发出500℃(Ti40)和550℃(TF550)两个耐温级别的Ti-V-Cr系阻燃钛合金,并且在Ti-V-Cr系阻燃钛合金工业铸锭熔炼、挤压开坯、棒材锻造及环锻件轧制等工艺技术方面取得了较大进展。通过拓展摩擦点火实验技术,建立了以P-co曲线定量表征钛合金抗点燃性能的测试方法,测试结果表明,Ti40与TF550阻燃钛合金具有接近的抗点燃性能。综合考虑原材料成本、综合性能和制造工艺等多方面的因素,Ti40和TF550阻燃钛合金各具优势。 展开更多

关键词 阻燃钛合金 铸锭 挤压 环锻件 力学性能 抗点燃性能 发动机钛火

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变形温度对TA15合金组织和性能的影响 被引量：19

4

作者 李兴无 张庆玲 +2 位作者 沙爱学 储俊鹏 马济民 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期8-11,共4页

研究了变形温度对原始坯料为片状组织的TA15合金显微组织和性能的影响。随着变形温度(1030～930℃)的降低,合金的室温抗拉强度、延伸率及断面收缩率均增加。β区变形的镦粗试样为片状组织,在剧烈变形区和自由变形区,1080℃变形时β晶粒... 研究了变形温度对原始坯料为片状组织的TA15合金显微组织和性能的影响。随着变形温度(1030～930℃)的降低,合金的室温抗拉强度、延伸率及断面收缩率均增加。β区变形的镦粗试样为片状组织,在剧烈变形区和自由变形区,1080℃变形时β晶粒的动态再结晶程度比1030℃高。两相区变形镦粗试样的显微组织为过渡型组织,难变形区和剧烈变形区及自由变形区组织差别较大。 展开更多

关键词 变形温度 低倍组织 显微组织 TA15合金

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挤压参数对TC16合金紧固件冷挤压过程的影响 被引量：5

5

作者 张驰 曾卫东 +1 位作者 李兴无 沙爱学 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期35-39,共5页

提出了一个反映挤压件前端内缩程度的参数——前端内缩量(Δh),作为紧固件挤压成形效果的评价标准之一。基于弹塑性有限元数值模拟技术,采用DEFORM-3D软件对不同挤压参数(挤压速度V、凹模半锥角α/2)下TC16紧固件冷挤压成形过程进行了... 提出了一个反映挤压件前端内缩程度的参数——前端内缩量(Δh),作为紧固件挤压成形效果的评价标准之一。基于弹塑性有限元数值模拟技术,采用DEFORM-3D软件对不同挤压参数(挤压速度V、凹模半锥角α/2)下TC16紧固件冷挤压成形过程进行了数值模拟研究,获得了挤压力、温度场分布、平均温升和前端内缩量随挤压参数变化的规律,为TC16紧固件挤压参数优化提供了理论参考。 展开更多

关键词 前端内缩量 冷挤压 数值模拟 挤压参数 TC16紧固件

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淬火温度对Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金形变诱发马氏体的影响 被引量：4

6

作者 李兴无 沙爱学 +2 位作者 储俊鹏 张雷 路民旭 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期3-8,共6页

通过测试不同淬火温度下的拉伸应力应变曲线、750-790℃淬火拉伸断裂后均匀变形区域的X射线衍射谱研究了淬火温度对Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金形变诱发马氏体的影响。结果表明：该合金在750-790℃淬火后拉伸变形机制为亚稳定β相变形诱发马... 通过测试不同淬火温度下的拉伸应力应变曲线、750-790℃淬火拉伸断裂后均匀变形区域的X射线衍射谱研究了淬火温度对Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金形变诱发马氏体的影响。结果表明：该合金在750-790℃淬火后拉伸变形机制为亚稳定β相变形诱发马氏体转变,790℃淬火合金在6.5%的变形量下亚稳定β相基本完全转变为α″马氏体。790℃淬火后拉伸形成应力诱发马氏体,β立方→α″σ;750℃淬火后拉伸形成应变诱发马氏体,β立方→β正方→α″ε。形变诱发α″相在拉伸变形时发生晶格重新取向：[010]α″方向平行于拉伸轴线,[100]α″方向垂直于拉伸轴线。 展开更多

关键词 Ti-3Al-4.5V-5Mo 形变诱发马氏体 α″相

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TC6钛合金普通退火热稳定性和高温性能研究 被引量：4

7

作者 朱知寿 王庆如 沙爱学 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2003年第4期5-9,共5页

研究了TC6钛合金经普通退火处理后的热稳定性能和高温力学性能,并与双重退火、等温退火状态进行了对比分析。结果表明,普通退火状态TC6钛合金在300℃/5000h以下具有良好的组织和性能稳定性,不同温度瞬时拉伸、蠕变、持久等高温性能与双... 研究了TC6钛合金经普通退火处理后的热稳定性能和高温力学性能,并与双重退火、等温退火状态进行了对比分析。结果表明,普通退火状态TC6钛合金在300℃/5000h以下具有良好的组织和性能稳定性,不同温度瞬时拉伸、蠕变、持久等高温性能与双重退火和等温退火状态相当。经普通退火处理的TC6钛合金半成品可以满足飞机结构件的使用温度(300℃以下)要求。 展开更多

关键词 TC6钛合金 退火处理 热稳定性能 高温力学性能 飞机结构件

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TC18钛合金热压参数对流动应力与显微组织的影响 被引量：10

8

作者 李红恩 沙爱学 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期85-88,共4页

通过在700950℃和应变速率0.00150s-1条件下的热模拟实验,系统研究了TC18钛合金应变速率、变形温度对变形抗力和显微组织的影响。结果表明：提高变形温度或降低应变速率,可显著降低TC18合金变形过程中的真应力,与单相区相比,两相区变形... 通过在700950℃和应变速率0.00150s-1条件下的热模拟实验,系统研究了TC18钛合金应变速率、变形温度对变形抗力和显微组织的影响。结果表明：提高变形温度或降低应变速率,可显著降低TC18合金变形过程中的真应力,与单相区相比,两相区变形抗力对温度的变化更为敏感。在α＋β区变形时,α相和β相都参与变形,球状初生α沿形变方向略有拉长,β相沿金属流动方向形成纤维组织;β相变点以上温度变形时,β相沿金属流动方向呈纤维状分布,在950℃可以观察到再结晶的等轴β晶粒。 展开更多

关键词 TC18钛合金 热变形 显微组织

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具有α″马氏体组织的Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金拉伸变形行为 被引量：2

9

作者 李兴无 苏生明 +2 位作者 路民旭 沙爱学 储俊鹏 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2008年第3期82-86,共5页

研究了具有α″马氏体组织的Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金拉伸变形行为。结果表明:具有α″马氏体组织的Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金具有较低的屈服强度和良好的塑性。在拉伸变形时,α″马氏体晶格重新取向:[010]α″方向平行于拉伸轴线,[100]α″... 研究了具有α″马氏体组织的Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金拉伸变形行为。结果表明:具有α″马氏体组织的Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金具有较低的屈服强度和良好的塑性。在拉伸变形时,α″马氏体晶格重新取向:[010]α″方向平行于拉伸轴线,[100]α″方向垂直于拉伸轴线;b/3a增加,产生了斜方结构α″向密排六方结构α′相的转变。应变产生的α″→α′马氏体转变为位移型无扩散二级相变,热力学计算表明,在拉伸变形条件下发生α″→α′马氏体转变时,体系的自由能降低。 展开更多

关键词 Ti-3Al-4.5V-5Mo α″马氏体 二级相变

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冷却速度对TC18钛合金焊接热模拟均温区组织和性能的影响 被引量：8

10

作者 王金雪 袁鸿 +2 位作者 余槐 沙爱学 王庆如 《航天制造技术》 2008年第3期19-21,共3页

对TC18钛合金进行了焊接热模拟试验,模拟该合金受焊接热循环作用自高温β相区以不同速度冷却的过程,分析研究该合金在相同热输入条件下,冷却速度对均温区组织和性能的影响。结果表明:TC18钛合金经过相同的热输入后,以不同的速度冷却,随... 对TC18钛合金进行了焊接热模拟试验,模拟该合金受焊接热循环作用自高温β相区以不同速度冷却的过程,分析研究该合金在相同热输入条件下,冷却速度对均温区组织和性能的影响。结果表明:TC18钛合金经过相同的热输入后,以不同的速度冷却,随着冷却速度的提高,强度降低,塑性和冲击韧性有所增加,当冷却速度为水冷时,有比较好的综合力学性能。 展开更多

关键词 钛合金 焊接 热模拟 组织 性能

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空化水喷丸表面改性技术研究进展综述

11

作者 罗健鑫 王彦菊 +3 位作者 崔敏超 姚倡锋 沙爱学 张定华 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第9期51-61,共11页

空化水喷丸是一种利用空化现象产生的巨大能量冲击材料表面,对零件进行强化的表面改性技术。因其对诸多金属材料都具有强化作用,而被广泛应用于改善零件的表面状态,形成残余压应力层,延长零件的疲劳寿命。主要从基本原理、试验设备和研... 空化水喷丸是一种利用空化现象产生的巨大能量冲击材料表面,对零件进行强化的表面改性技术。因其对诸多金属材料都具有强化作用,而被广泛应用于改善零件的表面状态,形成残余压应力层,延长零件的疲劳寿命。主要从基本原理、试验设备和研究现状3个方面对水射流空化喷丸(WJCP)、超声空化喷丸(UCP)和激光空化喷丸(LCP)进行了介绍,并从理论和试验等方面总结了不同类型金属材料进行空化水喷丸后其残余压应力、粗糙度和疲劳寿命等方面的变化情况。在上述研究内容的基础上,结合空化水喷丸技术的优势,对空化水喷丸今后的发展方向和应用前景进行了展望。研究表明,空化水喷丸技术作为一种新型的表面强化技术,具有独特的优势和广阔的发展前景。 展开更多

关键词 空化现象 喷丸 水射流空化 超声空化 激光空化

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显微组织对TC18钛合金应力控制低周疲劳性能的影响 被引量：7

12

作者 冯抗屯 沙爱学 王庆如 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期53-56,共4页

研究了片状和网篮两种典型组织对TC18钛合金不同应力振幅下低周疲劳寿命的影响。结果表明:TC18钛合金低周疲劳寿命对显微组织的变化不敏感。在相同的应力振幅下,双态组织和片状组织的疲劳寿命基本相当。TC18钛合金的低周疲劳寿命N取决... 研究了片状和网篮两种典型组织对TC18钛合金不同应力振幅下低周疲劳寿命的影响。结果表明:TC18钛合金低周疲劳寿命对显微组织的变化不敏感。在相同的应力振幅下,双态组织和片状组织的疲劳寿命基本相当。TC18钛合金的低周疲劳寿命N取决于加载的应力振幅,σmax与N之间呈对数关系,相关系数达0.99以上。 展开更多

关键词 钛合金 显微组织 低周疲劳 应力控制

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单向拉伸中TB5钛合金组织转变的原位观察 被引量：1

13

作者 柳长旭 吴国清 +1 位作者 沙爱学 王清瑞 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1474-1477,共4页

通过单向拉伸下的视频显微镜原位观察,定量研究了Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al(即为TB5)钛合金显微组织在拉伸过程中的演变规律.结果表明:单向拉伸时,该钛合金在弹性阶段组织变化不明显,而在塑性阶段随变形量的增加,组织中滑移带的变化可分为单... 通过单向拉伸下的视频显微镜原位观察,定量研究了Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al(即为TB5)钛合金显微组织在拉伸过程中的演变规律.结果表明:单向拉伸时,该钛合金在弹性阶段组织变化不明显,而在塑性阶段随变形量的增加,组织中滑移带的变化可分为单滑移、多滑移和交滑移3个阶段.在单向拉伸过程中,由于滑移带从单滑移进入到多滑移,发生了几何硬化,导致晶粒变化减缓,滑移带的转动幅度变小. 展开更多

关键词 钛合金 统计 显微组织 拉伸 滑移带

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高温合金超薄板循环塑性本构模型适用性研究 被引量：3

14

作者 王彦菊 李神龙 +4 位作者 贺炜林 沙爱学 贾崇林 孟宝 万敏 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期147-155,共9页

高温合金具有优良的综合性能,是航空发动机高性能构件的首选材料。由于高温合金带材屈服强度高、壁厚超薄、回弹明显、构件成形精度难以控制,因此研究现有循环本构模型对于高温合金带材变形预测的适用性具有重要意义。基于循环剪切实验... 高温合金具有优良的综合性能,是航空发动机高性能构件的首选材料。由于高温合金带材屈服强度高、壁厚超薄、回弹明显、构件成形精度难以控制,因此研究现有循环本构模型对于高温合金带材变形预测的适用性具有重要意义。基于循环剪切实验,研究了不同循环塑性本构模型(Armstrong-Frederick(A-F)模型、Yoshida-Uemori(Y-U)模型和the anisotropic nonlinear kinematic(ANK)模型)对高温合金超薄带材循环塑性变形响应的表征效果。同时,通过U形弯实验和有限元仿真结果的对比,分析了不同屈服准则(Hill48,Barlat89和YLD2000-2d)结合不同循环塑性模型对于回弹预测的影响。结果表明,采用Y-U模型对高温合金超薄板循环塑性变形行为的表征能力最好,A-F和ANK模型次之。采用Y-U模型对回弹的预测精度高于各向同性模型和A-F模型,而屈服准则对回弹预测精度的影响不大,采用基于Hill48和YLD2000-2d屈服准则的Y-U模型,回弹预测误差可以控制在5%以内。 展开更多

关键词 高温合金 循环塑性本构模型 循环剪切实验 回弹预测 Y-U模型

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GH605板料成形极限影响因素分析 被引量：2

15

作者 王彦菊 栾伟 +2 位作者 孟宝 沙爱学 贾崇林 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期60-68,共9页

板料成形极限图是用来评价板料成形性能的综合指标。通过胀形数值仿真得到0.2 mm和2.5 mm厚的三种不同热处理条件下GH605板料的成形极限曲线。通过实验对比验证0.2 mm厚的三种料的成形极限计算结果,结果表明仿真结果可以较好地反映实验... 板料成形极限图是用来评价板料成形性能的综合指标。通过胀形数值仿真得到0.2 mm和2.5 mm厚的三种不同热处理条件下GH605板料的成形极限曲线。通过实验对比验证0.2 mm厚的三种料的成形极限计算结果,结果表明仿真结果可以较好地反映实验结果。从材料性能差异的角度,分析研究加工硬化指数(n值)和厚向异性指数(r值)对成形极限的影响。综合仿真与实验结果表明,两种经过水冷固溶的板料成形性能显著优于经过退火处理的板料,成形极限曲线随着n值和r值的增大而升高,且n值对成形极限曲线的影响比r值的影响更显著。通过数值模拟建立的材料成形极限图,可为材料研制和工艺选材提供理论依据。 展开更多

关键词 GH605板料 成形极限 数值模拟 极限应变

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新型高温合金材料建模及涡轮盘成形工艺模拟 被引量：7

16

作者 王彦菊 姜嘉赢 +1 位作者 沙爱学 李兴无 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期127-132,共6页

采用Gleeble-3800对一种新型变形高温合金材料GH4066进行热物理模拟测试,获得了该材料在温度为800,900,1000,1100,1150℃,应变速率为0.0003,0.001,0.01,0.1,1,10 s^-1的不同变形工艺条件下高温流动应力特征。基于实验数据与唯象学模型,... 采用Gleeble-3800对一种新型变形高温合金材料GH4066进行热物理模拟测试,获得了该材料在温度为800,900,1000,1100,1150℃,应变速率为0.0003,0.001,0.01,0.1,1,10 s^-1的不同变形工艺条件下高温流动应力特征。基于实验数据与唯象学模型,建立了该材料的本构关系模型;通过对不同温度、不同应变速率条件下的材料试样进行微观组织观察与晶粒尺寸测试,建立了材料的动态再结晶和晶粒长大模型;将材料本构关系、峰值应力应变、动态再结晶以及晶粒长大模型嵌入有限元软件中进行该材料涡轮盘锻造成形工艺的模拟计算,给出了该材料涡轮盘热锻造成形的合理参数范围。通过对材料模型的准确度验证,建立了一种综合实验与计算的材料模型构建及涡轮盘锻造工艺参数确定的方法。 展开更多

关键词 高温合金 材料本构 微观组织 动态再结晶 晶粒尺寸 数值模拟

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显微组织对Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金拉伸变形行为的影响 被引量：2

17

作者 李兴无 沙爱学 +1 位作者 陈勃 储俊鹏 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期45-52,共8页

利用扫描电镜、X衍射仪和理论计算研究不同晶粒尺寸、晶体取向对Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金拉伸行为的影响。不同状态的合金丝材拉伸实验结果验证了在720~840℃退火后的拉伸真应力-真应变曲线上存在明显的宏观屈服点,屈服后出现应力跌落;在... 利用扫描电镜、X衍射仪和理论计算研究不同晶粒尺寸、晶体取向对Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金拉伸行为的影响。不同状态的合金丝材拉伸实验结果验证了在720~840℃退火后的拉伸真应力-真应变曲线上存在明显的宏观屈服点,屈服后出现应力跌落;在α相晶体取向均为<0001>丝织构特征时,晶粒尺寸的大小决定合金的宏观屈服强度,晶粒尺寸越大,宏观屈服强度越小;相对于<0001>丝织构,α相<>丝织构的存在导致α相中产生较大的塑性变形,β相中内应力增加,合金宏观屈服强度降低。 展开更多

关键词 延性两相合金 变形行为 Ti-3Al-4.5V-5Mo 内应力 显微组织

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Ti_(2)AlNb合金孔挤压加工残余应力仿真与疲劳实验 被引量：2

18

作者 王彦菊 王欣 +1 位作者 沙爱学 李兴无 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期66-74,共9页

为研究孔挤压强化工艺对Ti_(2)AlNb合金疲劳性能的影响,建立孔强化工艺残余应力仿真分析模型,讨论了孔挤压工艺后表层残余应力分布规律和强化机理;开展孔挤压与未挤压试样的高温低周疲劳性能测试,并对比两种试样的疲劳断口显微组织特征... 为研究孔挤压强化工艺对Ti_(2)AlNb合金疲劳性能的影响,建立孔强化工艺残余应力仿真分析模型,讨论了孔挤压工艺后表层残余应力分布规律和强化机理;开展孔挤压与未挤压试样的高温低周疲劳性能测试,并对比两种试样的疲劳断口显微组织特征。结果表明:孔挤压工艺能够在小孔周围产生较强的残余压应力层,该残余压应力层有效延迟和抑制了疲劳裂纹的萌生和扩展,显著提升了Ti_(2)AlNb试件的高温低周疲劳性能。 展开更多

关键词 Ti_(2)AlNb 孔挤压强化 疲劳性能 有限元分析 残余应力

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