钛及钛合金熔炼技术发展现状 被引量：32

1

作者 雷文光 赵永庆 +1 位作者 韩栋 毛小南 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期101-106,124,共7页

目前生产钛及钛合金铸锭最主要的方法是真空自耗电弧熔炼以及冷床炉熔炼方法。详细介绍了真空自耗电弧熔炼、电子束冷床炉熔炼以及等离子束冷床炉熔炼技术的原理、特点和发展现状。

关键词 钛及钛合金 真空白耗电弧熔炼 电子束冷床炉熔炼 等离子束冷床炉熔炼

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电子束冷床熔炼工艺参数对TC4钛合金Al元素挥发的影响 被引量：25

2

作者 毛小南 罗雷 +1 位作者 于兰兰 雷文光 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第B10期419-424,共6页

研究不同熔炼工艺参数对电子束冷床熔炼TC4钛合金过程中Al元素挥发的影响规律。结果表明:原料为真空自耗电弧(VAR)一次锭时,二次铸锭经电子束冷床熔炼获得;在轴向上,从铸锭的顶部至底部,Al元素的含量呈下降的趋势,并且随着熔炼速度的降... 研究不同熔炼工艺参数对电子束冷床熔炼TC4钛合金过程中Al元素挥发的影响规律。结果表明:原料为真空自耗电弧(VAR)一次锭时,二次铸锭经电子束冷床熔炼获得;在轴向上,从铸锭的顶部至底部,Al元素的含量呈下降的趋势,并且随着熔炼速度的降低,其下降趋势更为明显;在径向上,铸锭的元素分布均匀。熔速为100 kg/h时,铸锭成分控制效果最佳,最接近TC4合金的名义成分。初始原料为电极块(添加单质Al)时,Al元素在原料熔化阶段发生较严重的挥发,且挥发量随着原料中单质Al含量的增加而增加。研究凝壳发现,从原料熔化侧至钛液流出侧,凝壳中Al元素的含量逐渐减少。 展开更多

关键词 电子束冷床 TC4钛合金 熔炼工艺参数 Al元素挥发

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电子束冷床熔炼TC4钛合金连铸凝固过程数值模拟 被引量：21

3

作者 雷文光 于兰兰 +3 位作者 毛小南 罗雷 张英明 侯智敏 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第B10期381-386,共6页

利用PROCAST有限元软件对电子束冷床熔炼TC4钛合金连铸凝固过程进行数值模拟,研究不同工况条件下的温度场分布规律、熔池形状以及组织分布特征。结果表明:在相同的浇注温度条件下,随着铸造速度的增加,熔池加深,糊状区域变浅,初生枝晶半... 利用PROCAST有限元软件对电子束冷床熔炼TC4钛合金连铸凝固过程进行数值模拟,研究不同工况条件下的温度场分布规律、熔池形状以及组织分布特征。结果表明:在相同的浇注温度条件下,随着铸造速度的增加,熔池加深,糊状区域变浅,初生枝晶半径和二次枝晶臂间距逐渐增加,凝固组织变得粗大。而在铸造速度相同的条件下,随着浇注温度的提高,过热度增大,熔池加深,糊状区域变浅,合金的晶粒尺寸增大。在本实验条件下,选择铸造速度10 mm/min以及浇注温度1760℃作为最佳工艺参数,这有利于在保证较高生产效率的同时,获得组织细小、冶金质量优良的钛合金铸锭。 展开更多

关键词 钛合金 电子束冷床熔炼 连铸 浇注温度 铸造速度 PROCAST

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电子束冷床熔炼TC4合金温度场模拟 被引量：6

4

作者 罗雷 毛小南 +2 位作者 雷文光 于兰兰 杨冠军 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第B10期404-409,共6页

利用ANSYS软件对电子束冷床熔炼TC4钛合金过程进行模拟研究。结果表明:熔体从冷床滴入坩埚之后,主要出现熔体升温、形成稳定熔池、熔体凝固、熔体温度下降和凝固结束这5个阶段。在开始熔炼时,熔体温度较低,升温也比较慢,但随着熔炼的进... 利用ANSYS软件对电子束冷床熔炼TC4钛合金过程进行模拟研究。结果表明:熔体从冷床滴入坩埚之后,主要出现熔体升温、形成稳定熔池、熔体凝固、熔体温度下降和凝固结束这5个阶段。在开始熔炼时,熔体温度较低,升温也比较慢,但随着熔炼的进行,熔体升温加快,并维持在高温状态,最后熔体发生凝固降温,且降温速度很快。降温过程主要分为两个阶段,在快速降温阶段,熔体快速出现部分凝固,而在降温平衡阶段,熔体主要进行补缩。当降温时间达到500 s时,熔体温度基本保持不变。 展开更多

关键词 电子束冷床熔炼 TC4钛合金 温度场 模拟

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TC4合金的电子束冷床熔炼研究 被引量：19

5

作者 张英明 孙军 +2 位作者 韩明臣 周廉 杨建朝 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期50-52,共3页

由于电子束冷床熔炼的高真空引起TC4合金中的Al元素挥发损失,不利于控制铸锭Al含量。本文研究了TC4合金在500 kW电子束冷床炉上的熔炼工艺。结果表明,熔炼过程中,Al的挥发损失最为严重,为12%-22%。铸锭的宏观组织均匀,结晶晶粒为从外向... 由于电子束冷床熔炼的高真空引起TC4合金中的Al元素挥发损失,不利于控制铸锭Al含量。本文研究了TC4合金在500 kW电子束冷床炉上的熔炼工艺。结果表明,熔炼过程中,Al的挥发损失最为严重,为12%-22%。铸锭的宏观组织均匀,结晶晶粒为从外向内向上的柱状晶,铸锭心部是等轴晶。所生产的TC4铸锭经锻造加工,棒材力学性能符合国家标准。生产TC4铸锭的合适工艺为：原料中的Al质量分数应控制在7.0%-7.5%,熔炼功率为250 kW,熔化速度为100 kg/h。 展开更多

关键词 TC4钛合金 电子束冷床熔炼 Al的挥发损失 低成本钛合金

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电子束冷床熔炼钛及钛合金的研究进展 被引量：16

6

作者 刘千里 李向明 蒋业华 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第9期9-14,共6页

随着钛及钛合金在航空航天工程上的需求增加,电子束冷床炉因在消除高低密度夹杂等方面具有独特的优势而获得广泛应用。本文从电子束冷床炉熔炼钛及钛合金的发展到现阶段的实际生产状况,详细介绍了电子束冷床炉的结构、工作原理以及铸锭... 随着钛及钛合金在航空航天工程上的需求增加,电子束冷床炉因在消除高低密度夹杂等方面具有独特的优势而获得广泛应用。本文从电子束冷床炉熔炼钛及钛合金的发展到现阶段的实际生产状况,详细介绍了电子束冷床炉的结构、工作原理以及铸锭组织优化,为改进熔炼工艺、合理利用电子束冷床熔炼技术以及工业化生产优质钛及钛合金铸锭提供借鉴。 展开更多

关键词 钛及钛合金 电子束冷床熔炼 工作原理 组织优化

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电子束冷炉床熔炼(EBCHM)技术的发展与应用 被引量：24

7

作者 田世藩 马济民 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期77-85,共9页

本文系统总结了电子束冷炉床熔炼(Electron Beam Cold Hearth Melting-EBCHM)技术近四十年的发展脉络。详细介绍了电子束冷床炉熔炼的各主要方面,包括电子枪的改进,冷床炉结构演变和功能扩展以及消除钛合金冶金缺陷的独特优势、电子束... 本文系统总结了电子束冷炉床熔炼(Electron Beam Cold Hearth Melting-EBCHM)技术近四十年的发展脉络。详细介绍了电子束冷床炉熔炼的各主要方面,包括电子枪的改进,冷床炉结构演变和功能扩展以及消除钛合金冶金缺陷的独特优势、电子束冷床炉熔炼科学技术应用现状及当前的主要研究方向等。指出近年来EBCHM技术在钛及钛合金工业生产中的应用持续稳定增长,除了钛的废料回收,消除钛的冶金缺陷提高合金质量,满足航空发动机转动部件要求,是主要的推动因素。可为广大钛冶金、材料应用工作者和设计人员提供有价值的参考。 展开更多

关键词 电子束熔炼 冷炉床 钛合金精炼

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钛合金电子束冷床熔炼技术的发展现状 被引量：3

8

作者 罗雷 杨冠军 +1 位作者 毛小南 刘英 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2009年第19期56-59,共4页

钛合金具有比强度高、耐高温、耐腐蚀性能好等优点,在许多领域已经得到了广泛的应用。综述了钛合金熔炼技术的研究进展,并介绍了电子束冷床的原理及优点和其去除高、低密度夹杂以及控制Al元素挥发的技术现状。

关键词 钛合金 电子束冷床熔炼 低密度夹杂 挥发

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EB炉熔炼TC4钛合金轧制过程中的组织演变与力学性能 被引量：3

9

作者 王伟 王萌 +5 位作者 蔡军 张浩泽 史亚鸣 张晓锋 黄海广 王快社 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期140-145,共6页

本实验以电子束冷床熔炼炉(EB炉)熔炼TC4钛合金为研究对象,结合实际生产流程,研究不同变形量和不同温度对TC4钛合金板材显微组织与力学性能的演变规律。结果表明:在相同温度下,随着变形量增加,显微组织中α相的体积分数和尺寸减小而β... 本实验以电子束冷床熔炼炉(EB炉)熔炼TC4钛合金为研究对象,结合实际生产流程,研究不同变形量和不同温度对TC4钛合金板材显微组织与力学性能的演变规律。结果表明:在相同温度下,随着变形量增加,显微组织中α相的体积分数和尺寸减小而β相体积分数增大,合金的抗拉强度和延伸率均增大;当变形量为30%时,显微组织均表现为片层结构,随着变形温度升高,片层α相长宽比逐渐减小,抗拉强度逐渐升高而延伸率变化不大;当变形量增加到90%时,随着变形温度升高,显微组织由较强的B织构(0002)<1120>转化为T织构(1010)<1120>和锥面织构(1011)<1120>,塑性变形由基面滑移转为柱面滑移,显微组织中α相尺寸减小而β相含量增大,合金的抗拉强度和延伸率均增大。当温度升高到1000℃时,α相完全转变为β相,在随后的冷却过程中细针状次生α相从β晶粒析出,合金的抗拉强度和延伸率均增大。 展开更多

关键词 电子束冷床熔炼 TC4钛合金 织构

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轧制火次对EB熔炼TC4钛合金显微组织、织构和力学性能的影响 被引量：5

10

作者 王伟 宫鹏辉 +3 位作者 史亚鸣 张浩泽 张晓锋 王快社 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2595-2608,共14页

本文研究了轧制火次对电子束冷床(EB)熔炼TC4钛合金显微组织、织构和力学性能的影响。结果表明:随着轧制火次的增加,原始铸态试样中粗大晶粒被破碎,晶粒逐渐等轴化,形成大量细小的等轴α相,小角度晶界(LAGBs)逐渐增加;相比于一火次轧制... 本文研究了轧制火次对电子束冷床(EB)熔炼TC4钛合金显微组织、织构和力学性能的影响。结果表明:随着轧制火次的增加,原始铸态试样中粗大晶粒被破碎,晶粒逐渐等轴化,形成大量细小的等轴α相,小角度晶界(LAGBs)逐渐增加;相比于一火次轧制变形,三火次轧制变形后LAGBs提高35.1%,位错密度逐渐增加。轧制过程中钛合金β→α转变发生了变体选择。一火次轧制后形成T型织构,柱面滑移优先开动,随着轧制火次的增加,织构类型发生转变。三火次轧制后,试样的抗拉强度和塑性显著提高,与铸态试样相比,RD与TD方向室温与400℃抗拉强度分别增加271 MPa、189 MPa和300 MPa、402MPa,断后伸长率分别增加7.4%、15.3%和7.6%、4%。RD与TD方向室温断裂机制分别从准解理断裂和脆性断裂逐渐转变为微孔聚集型断裂。 展开更多

关键词 TC4钛合金 电子束冷床熔炼 显微组织 微观织构 力学性能

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超洁净钢的新进展 被引量：58

11

作者 李正邦 《材料与冶金学报》 CAS 2002年第3期161-165,共5页

洁净钢已在工业规模生产 .本文认为超洁净钢应针对不同钢种、不同用途 ,应用不同蹬精炼技术 ,在生产流程中各个突破、达到要求 .零夹杂钢即夹杂物高度弥散分布 ,尺寸小于 1 μm的钢 .本文从理论上分析其制备的可能性 ,展望其性能 。

关键词 超纯净钢 零夹杂钢 冷坩埚悬浮熔炼 电子束熔炼

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电子束冷床(EB)炉熔炼TC4合金组织与性能研究 被引量：12

12

作者 唐增辉 辛社伟 +6 位作者 洪权 毛小南 张志斌 周伟 李倩 杜彬 周武 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期204-209,共6页

在前期大量试验基础上,应用电子束冷床(EB)炉一次制备工业化TC4合金扁锭,通过多点取样进行合金扁锭的成分分析,表明所制备的合金铸锭满足国家标准对TC4合金成分均匀性的要求,证明国内已经完全掌握TC4合金EB炉熔炼过程中的元素挥发和控... 在前期大量试验基础上,应用电子束冷床(EB)炉一次制备工业化TC4合金扁锭,通过多点取样进行合金扁锭的成分分析,表明所制备的合金铸锭满足国家标准对TC4合金成分均匀性的要求,证明国内已经完全掌握TC4合金EB炉熔炼过程中的元素挥发和控制技术,可以一次熔炼制备TC4合金。应用该铸锭,进行不同变形方式、变形量的加工试验,并对加工的样品进行典型热处理,结果表明在加工的初期和中期,不同变形方式和变形量对本实验EB炉制备的TC4合金扁锭组织影响显著,但不同组织状态下合金力学性能差别不大。随着变形的继续深入,组织差异性逐渐减小,但性能差异性增大。这种不同于常规用电弧炉制备TC4钛合金的规律,可能与EB炉熔炼方法所特有的性质有关,需要进一步研究。 展开更多

关键词 电子束冷床炉 TC4合金 加工 显微组织 力学性能

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EB炉熔炼工艺参数对大规格镍扁锭中碳元素偏析的影响 被引量：2

13

作者 李阔 史亚鸣 +3 位作者 起华荣 张玉勤 蒋业华 周荣 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第5期86-89,共4页

利用电子束冷床炉熔炼大规格纯镍扁锭(6600 mm×1050 mm×210 mm),研究了熔炼工艺参数(电子枪功率与拉锭速度的配合)对镍扁锭中碳(C)元素偏析的影响及机理。结果表明:电子枪功率与拉锭速度配合不当会导致镍扁锭中C元素出现不同... 利用电子束冷床炉熔炼大规格纯镍扁锭(6600 mm×1050 mm×210 mm),研究了熔炼工艺参数(电子枪功率与拉锭速度的配合)对镍扁锭中碳(C)元素偏析的影响及机理。结果表明:电子枪功率与拉锭速度配合不当会导致镍扁锭中C元素出现不同程度的偏析;协调各区域的电子枪功率和选择适当的拉锭速度可以使镍扁锭中C元素分布更为均匀;当冷床熔炼区域、溢流区域、结晶器区域的电子枪总功率分别为720、150、360 kW,拉锭速度为5 mm/min时,镍扁锭中C元素偏析程度最小,轧制成镍带卷后力学性能均衡性最好。 展开更多

关键词 电子束冷床炉 大规格镍扁锭 电子枪功率 拉锭速度 C元素偏析

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Nb-Si基超高温合金的定向凝固研究进展 被引量：4

14

作者 燕云程 康永旺 +1 位作者 宋尽霞 丁宏升 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期86-90,共5页

主要论述水冷铜坩埚内的Czochralski定向凝固、电子束定向凝固、光悬浮定向凝固、整体定向凝固和电磁冷坩埚定向凝固5种定向凝固的基本原理,优缺点以及研究定向凝固Nb-Si基超高温合金所取得的进展。现阶段,基本不用Czochralski定向凝固... 主要论述水冷铜坩埚内的Czochralski定向凝固、电子束定向凝固、光悬浮定向凝固、整体定向凝固和电磁冷坩埚定向凝固5种定向凝固的基本原理,优缺点以及研究定向凝固Nb-Si基超高温合金所取得的进展。现阶段,基本不用Czochralski定向凝固和电子束定向凝固研究Nb-Si基超高温合金了;到目前为止,光悬浮定向凝固是制备研究Nb-Si基超高温合金的主要手段;整体定向凝固制备的Nb-Si基超高温合金的断裂韧性已达20MPa·m1/2左右;电磁冷坩埚定向凝固制备的Nb-Si基超高温合金的高温拉伸强度已达200MPa(1250℃)。 展开更多

关键词 Nb-Si基超高温合金 Czochralski定向凝固 电子束定向凝固 光悬浮定向凝固 整体定向凝固 电磁冷坩埚定向凝固

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电子束冷床熔炼的应用现状 被引量：14

15

作者 冯寅楠 闫鹏 贾国斌 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期295-303,共9页

电子束冷床熔炼(EBCHM)技术是材料冶金领域的新兴技术之一,在航空工业和国防科技中发挥着重要作用。简述了EBCHM技术的原理,探讨了EBCHM设备核心部件电子枪和冷床的发展历程。介绍了国内外近年来EBCHM在多个材料领域的最新研究和实际生... 电子束冷床熔炼(EBCHM)技术是材料冶金领域的新兴技术之一,在航空工业和国防科技中发挥着重要作用。简述了EBCHM技术的原理,探讨了EBCHM设备核心部件电子枪和冷床的发展历程。介绍了国内外近年来EBCHM在多个材料领域的最新研究和实际生产现状,重点追踪了在难熔金属钛、钒,高温合金镍和太阳能级多晶硅等材料的熔炼和提纯中如何控制EBCHM工艺以达到使原材料去除杂质、无偏析、成分均匀的目的。比较了国内外EBCHM技术的发展和设备熔炼能力现状。最后结合国家发展需求对EBCHM技术的发展趋势进行了展望,为今后在工业中能更好地应用EBCHM技术提供参考。 展开更多

关键词 电子束冷床熔炼 应用现状 钛 镍 多晶硅

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电子束冷床炉制备的TC4合金直轧工艺性能研究 被引量：13

16

作者 杜彬 唐增辉 +1 位作者 韵海鹰 周武 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第23期34-37,共4页

应用电子束冷床炉熔炼制备了TC4钛合金扁锭,对其板材的直接轧制工艺进行了研究。结果表明:铸锭经换向轧制后获得了均匀的等轴组织,板材各项力学性能满足要求,性能稳定性优于传统工艺制备的板材。针对EB一次扁锭,最佳的成形工艺为直接轧... 应用电子束冷床炉熔炼制备了TC4钛合金扁锭,对其板材的直接轧制工艺进行了研究。结果表明:铸锭经换向轧制后获得了均匀的等轴组织,板材各项力学性能满足要求,性能稳定性优于传统工艺制备的板材。针对EB一次扁锭,最佳的成形工艺为直接轧制的短流程工艺,特别适用于制备大规格宽幅板材。 展开更多

关键词 电子束冷床炉熔炼 TC4钛合金 轧制性能

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电子束冷床炉熔炼TA15钛合金的工艺技术 被引量：5

17

作者 杜彬 张志斌 +3 位作者 雷云清 钱光凝 孙宁宁 王倩 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2706-2713,共8页

在工业化条件下,利用电子束冷床熔炼炉(EB炉)一次熔炼制备TA15钛合金铸锭,对熔炼工艺参数与铸锭化学成分均匀性之间的关系进行分析,采用赫兹−克努森−朗缪尔定律对熔炼过程中Al、Zr元素的挥发规律做简要的数值分析,并与实际挥发规律进行... 在工业化条件下,利用电子束冷床熔炼炉(EB炉)一次熔炼制备TA15钛合金铸锭,对熔炼工艺参数与铸锭化学成分均匀性之间的关系进行分析,采用赫兹−克努森−朗缪尔定律对熔炼过程中Al、Zr元素的挥发规律做简要的数值分析,并与实际挥发规律进行比较分析。结果表明:在EB炉熔炼过程中,Al、Zr元素的挥发规律符合朗缪尔定律;其中,Al元素挥发严重,理论挥发率为18.69%,实际挥发率为15.33%;Zr元素挥发率相对较低,理论挥发率为2.80%,实际挥发率达到3.33%;Ti基体的理论挥发率为2.86%。EB炉熔炼功率、真空度及各工艺参数之间的匹配性是影响Al、Zr元素挥发的关键因素;通过合理的工艺参数制备的铸锭整体化学成分均匀性良好。 展开更多

关键词 TA15钛合金 电子束冷床熔炼 Al元素挥发 成分均匀性

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TC4合金的电子束冷床炉熔炼工艺 被引量：4

18

作者 杜彬 唐增辉 +3 位作者 张志斌 周武 王福清 曹寿林 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2989-2995,共7页

采用数值模拟(Langmuir定律)研究了工业化条件下电子束冷床炉(EB炉)一次熔炼制备TC4合金铸锭的工艺,对熔炼工艺参数与铸锭化学成分均匀性之间的关系进行了分析,并对熔炼过程中Al元素的挥发规律做了简要的理论计算分析。结果表明:EB炉熔... 采用数值模拟(Langmuir定律)研究了工业化条件下电子束冷床炉(EB炉)一次熔炼制备TC4合金铸锭的工艺,对熔炼工艺参数与铸锭化学成分均匀性之间的关系进行了分析,并对熔炼过程中Al元素的挥发规律做了简要的理论计算分析。结果表明:EB炉熔炼过程中Al元素挥发严重,实际挥发率达16.9%,高于理论值11.8%;熔炼电流、真空度及各工艺参数之间的匹配性是影响Al元素挥发的关键因素;通过合理的工艺参数制备的铸锭整体化学成分均匀性良好,径向成分均匀性优于轴向的,V元素分布均匀性优于Al元素的,Al元素标准偏差在0.25%以内,V元素标准偏差在0.10%以内,其成分精度和均匀性完全符合国家标准要求。 展开更多

关键词 TC4合金 电子束冷床熔炼 Al元素挥发

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