JPH08246047A - 一様伸びの優れた高張力鋼板の製造法 - Google Patents
一様伸びの優れた高張力鋼板の製造法Info
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- JPH08246047A JPH08246047A JP5305595A JP5305595A JPH08246047A JP H08246047 A JPH08246047 A JP H08246047A JP 5305595 A JP5305595 A JP 5305595A JP 5305595 A JP5305595 A JP 5305595A JP H08246047 A JPH08246047 A JP H08246047A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一様伸びの優れた引張強さ60kgf/mm
2 以上の高張力鋼を、再矯正なしで製造する。 【構成】 重量%で、C:0.01〜0.25%、S
i:0.01〜0.6%、Mn:0.30〜2.0%、
Al:0.003〜0.10%、Mo:0.10〜1.
00%を含み、さらに必要に応じてNb≦0.05%、
Ti≦0.05%、Cu≦1.0%、Ni≦1.5%、
Cr≦1.0%、V≦0.1%、B≦0.01%の1種
または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不
純物からなる鋼を鋳造後、冷片を再加熱して熱間圧延す
るか、あるいは冷片にすることなく直送で熱間圧延し、
圧延後Ar3 点以上の温度から加速冷却を開始して、6
70〜600℃の温度まで冷却することを特徴とする一
様伸びに優れ、かつ再矯正工程の不要な引張強さ60k
gf/mm2 以上の高張力鋼板の製造法。
2 以上の高張力鋼を、再矯正なしで製造する。 【構成】 重量%で、C:0.01〜0.25%、S
i:0.01〜0.6%、Mn:0.30〜2.0%、
Al:0.003〜0.10%、Mo:0.10〜1.
00%を含み、さらに必要に応じてNb≦0.05%、
Ti≦0.05%、Cu≦1.0%、Ni≦1.5%、
Cr≦1.0%、V≦0.1%、B≦0.01%の1種
または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不
純物からなる鋼を鋳造後、冷片を再加熱して熱間圧延す
るか、あるいは冷片にすることなく直送で熱間圧延し、
圧延後Ar3 点以上の温度から加速冷却を開始して、6
70〜600℃の温度まで冷却することを特徴とする一
様伸びに優れ、かつ再矯正工程の不要な引張強さ60k
gf/mm2 以上の高張力鋼板の製造法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、橋梁・建築等に用いら
れる一様伸びの優れた高張力厚鋼板の製造法に関するも
のである。
れる一様伸びの優れた高張力厚鋼板の製造法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】厚鋼板の性質は化学成分や熱処理により
決まる。最近では、低温での圧延を主体とした制御圧延
法および圧延後に引き続いて冷却を行う加速冷却法によ
り、良好な強度・靱性・延性を有する厚鋼板の製造が可
能となってきており、特開昭61−207512号公
報、特許第1397794号等の方法が提案されてい
る。しかし、これらの技術は加速冷却の冷却停止温度が
低く、冷却むらが発生して部分的に変態率が異なり、冷
却停止時の変態膨張量の違いにより、内部応力が発生し
て平坦な板を得ることが困難で、再矯正工程が不可欠で
あった。再矯正工程を不用にするためには、水冷停止時
に板内各部の変態率を均一に保つことが必要であり、技
術的に極めて難しい。また高温で水冷を停止し、全体の
変態率を低く抑え、変態率のばらつきを抑えて変形を抑
制することも、加速冷却による板の変形を抑制する上で
は有効であるが、高温で冷却を停止すると強度の確保が
困難である。
決まる。最近では、低温での圧延を主体とした制御圧延
法および圧延後に引き続いて冷却を行う加速冷却法によ
り、良好な強度・靱性・延性を有する厚鋼板の製造が可
能となってきており、特開昭61−207512号公
報、特許第1397794号等の方法が提案されてい
る。しかし、これらの技術は加速冷却の冷却停止温度が
低く、冷却むらが発生して部分的に変態率が異なり、冷
却停止時の変態膨張量の違いにより、内部応力が発生し
て平坦な板を得ることが困難で、再矯正工程が不可欠で
あった。再矯正工程を不用にするためには、水冷停止時
に板内各部の変態率を均一に保つことが必要であり、技
術的に極めて難しい。また高温で水冷を停止し、全体の
変態率を低く抑え、変態率のばらつきを抑えて変形を抑
制することも、加速冷却による板の変形を抑制する上で
は有効であるが、高温で冷却を停止すると強度の確保が
困難である。
【0003】また、特に高延性を有する鋼板に関して
は、特開平4−333526号公報、特開平5−112
846号公報等での提案があるが、これらは熱延を前提
としているため厚板の工程では再現不可能であり、また
ポリゴナルフェライト主体の組織であるため強度不足に
なることがあった。さらに、特開平6−25737号公
報には、Mo等を含有し、水冷停止温度450℃で引張
強度60kgf/mm2 超の鋼板を製造する方法が開示
されているが、焼戻し熱処理が必須であり、合金コスト
の削減、焼戻し工程の省略が望まれていた。
は、特開平4−333526号公報、特開平5−112
846号公報等での提案があるが、これらは熱延を前提
としているため厚板の工程では再現不可能であり、また
ポリゴナルフェライト主体の組織であるため強度不足に
なることがあった。さらに、特開平6−25737号公
報には、Mo等を含有し、水冷停止温度450℃で引張
強度60kgf/mm2 超の鋼板を製造する方法が開示
されているが、焼戻し熱処理が必須であり、合金コスト
の削減、焼戻し工程の省略が望まれていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術で
は困難であった加速冷却時の形状劣化の問題を解決し、
かつ空冷材に匹敵する一様伸びを有する高張力厚鋼板を
製造する方法を提供することを目的とする。
は困難であった加速冷却時の形状劣化の問題を解決し、
かつ空冷材に匹敵する一様伸びを有する高張力厚鋼板を
製造する方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
従来法の欠点を排除し得る高張力厚鋼板の製造法であ
り、その要旨とするところは、重量%で、C:0.01
〜0.25%、Si:0.01〜0.6%、Mn:0.
30〜2.0%、Al:0.003〜0.10%、M
o:0.10〜1.00%を含有し、さらに必要に応じ
てNb:0.003〜0.05%、Ti:0.003〜
0.05%、Cu:0.05〜1.0%、Ni:0.0
5〜1.5%、Cr:0.05〜1.0%、V:0.0
05〜0.1%、B:0.0003〜0.01%の1種
または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不
純物からなる鋼を鋳造後、冷片を再加熱して熱間圧延す
るか、あるいは冷片にすることなく直送で熱間圧延し、
圧延後圧延終了温度以下Ar3点以上の温度から加速冷
却を開始して、670℃以下600℃以上の温度まで
2.5℃/sec以上30℃/sec以下の冷却速度で
冷却し、その後室温まで放冷することを特徴とする一様
伸びの優れた高張力鋼板の製造法にある。
従来法の欠点を排除し得る高張力厚鋼板の製造法であ
り、その要旨とするところは、重量%で、C:0.01
〜0.25%、Si:0.01〜0.6%、Mn:0.
30〜2.0%、Al:0.003〜0.10%、M
o:0.10〜1.00%を含有し、さらに必要に応じ
てNb:0.003〜0.05%、Ti:0.003〜
0.05%、Cu:0.05〜1.0%、Ni:0.0
5〜1.5%、Cr:0.05〜1.0%、V:0.0
05〜0.1%、B:0.0003〜0.01%の1種
または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不
純物からなる鋼を鋳造後、冷片を再加熱して熱間圧延す
るか、あるいは冷片にすることなく直送で熱間圧延し、
圧延後圧延終了温度以下Ar3点以上の温度から加速冷
却を開始して、670℃以下600℃以上の温度まで
2.5℃/sec以上30℃/sec以下の冷却速度で
冷却し、その後室温まで放冷することを特徴とする一様
伸びの優れた高張力鋼板の製造法にある。
【0006】
【作用】以下に本発明を詳細に説明する。本発明は、M
o添加によりフェライト生成を抑制し、かつ加速冷却に
よりベイナイト主体の組織にして強度を確保する。さら
に、加速冷却停止温度をベイナイト変態開始温度以上と
することにより、変態は全て空冷状態で起こる。これに
より、加速冷却停止時の変態率は一定(0%)で内部応
力は発生せず平坦な板を得ることが可能となり、かつ変
態時の冷却速度が小さいために変態完了時に組織内に留
まる転位密度が小さいため、伸び、特に一様伸びの優れ
た厚鋼板の製造を可能とするものである。
o添加によりフェライト生成を抑制し、かつ加速冷却に
よりベイナイト主体の組織にして強度を確保する。さら
に、加速冷却停止温度をベイナイト変態開始温度以上と
することにより、変態は全て空冷状態で起こる。これに
より、加速冷却停止時の変態率は一定(0%)で内部応
力は発生せず平坦な板を得ることが可能となり、かつ変
態時の冷却速度が小さいために変態完了時に組織内に留
まる転位密度が小さいため、伸び、特に一様伸びの優れ
た厚鋼板の製造を可能とするものである。
【0007】まず、本発明における鋼の成分の限定理由
について述べる。Cは鋼を強化するのに有効な元素であ
る。0.01%未満では充分な強度が得られず、0.2
5%を超えると溶接性を劣化させる。このため、C添加
量の範囲を0.01〜0.25%に限定する。Siは脱
酸元素として、また鋼の強化元素として有効である。現
状の精錬法では0.01%未満の含有量にすることは困
難であり、かつ0.01%未満ではSi添加による強化
の効果がない。一方、0.6%を超えると鋼の表面性状
を損なう。このため、Si添加量の範囲を0.01〜
0.6%に限定する。
について述べる。Cは鋼を強化するのに有効な元素であ
る。0.01%未満では充分な強度が得られず、0.2
5%を超えると溶接性を劣化させる。このため、C添加
量の範囲を0.01〜0.25%に限定する。Siは脱
酸元素として、また鋼の強化元素として有効である。現
状の精錬法では0.01%未満の含有量にすることは困
難であり、かつ0.01%未満ではSi添加による強化
の効果がない。一方、0.6%を超えると鋼の表面性状
を損なう。このため、Si添加量の範囲を0.01〜
0.6%に限定する。
【0008】Mnは鋼の強化に有効な元素である。0.
30%未満では充分な効果が得られず、2.0%を超え
ると鋼の加工性を劣化させる。このため、Mn添加量の
範囲を0.30〜2.0%に限定する。Alは脱酸元素
として添加される。0.003%未満の含有量ではその
効果がなく、0.10%を超えると鋼の表面性状を損な
い、靱性劣化が著しい。このため、Al添加量の範囲を
0.003〜0.10%に限定する。
30%未満では充分な効果が得られず、2.0%を超え
ると鋼の加工性を劣化させる。このため、Mn添加量の
範囲を0.30〜2.0%に限定する。Alは脱酸元素
として添加される。0.003%未満の含有量ではその
効果がなく、0.10%を超えると鋼の表面性状を損な
い、靱性劣化が著しい。このため、Al添加量の範囲を
0.003〜0.10%に限定する。
【0009】Moは連続冷却変態線図(CCT)のフェ
ライト・ノーズを長時間側にシフトさせ、600〜72
0℃の温度域において初析フェライトの生成を抑制する
特性を持つ。本発明では、フェライトの生成を抑制して
ベイニティックな組織を生成させ、初析フェライト生成
による強度低下を防止するために添加する。その添加量
が0.10%未満では、600℃以上で加速冷却を停止
した場合に初析フェライトが生成して、その効果が充分
ではない。一方、1.00%を超えると溶接性を劣化さ
せる。このため、Mo添加量の範囲を0.10〜1.0
0%に限定する。
ライト・ノーズを長時間側にシフトさせ、600〜72
0℃の温度域において初析フェライトの生成を抑制する
特性を持つ。本発明では、フェライトの生成を抑制して
ベイニティックな組織を生成させ、初析フェライト生成
による強度低下を防止するために添加する。その添加量
が0.10%未満では、600℃以上で加速冷却を停止
した場合に初析フェライトが生成して、その効果が充分
ではない。一方、1.00%を超えると溶接性を劣化さ
せる。このため、Mo添加量の範囲を0.10〜1.0
0%に限定する。
【0010】Nb、Tiは、何れも微量の添加で結晶粒
の微細化と析出効果の面で有効に機能するから、溶接部
の靱性を劣化させない範囲で添加してもよい。ただし、
Nb、Ti双方それぞれ0.003%未満ではその効果
がなく、また0.05%を超えると溶接部靱性が劣化す
るので、それぞれの添加範囲を0.003〜0.05%
とする。
の微細化と析出効果の面で有効に機能するから、溶接部
の靱性を劣化させない範囲で添加してもよい。ただし、
Nb、Ti双方それぞれ0.003%未満ではその効果
がなく、また0.05%を超えると溶接部靱性が劣化す
るので、それぞれの添加範囲を0.003〜0.05%
とする。
【0011】Cu、Ni、Crは何れも鋼の焼入れ性を
向上させる元素であり、その添加により鋼の強度を高め
ることができるが、Cu、Ni、Crそれぞれ0.05
%未満ではその効果が現れない。一方、過度の添加は鋼
の溶接性を損ね、また島状マルテンサイトの生成を促す
ので、それぞれの上限を、Cuは1.0%、Niは1.
5%、Crは1.0%とする。以上の理由により、それ
ぞれの添加範囲を、Cu:0.05〜1.0%、Ni:
0.05〜1.5%、Cr:0.05〜1.0%に限定
する。
向上させる元素であり、その添加により鋼の強度を高め
ることができるが、Cu、Ni、Crそれぞれ0.05
%未満ではその効果が現れない。一方、過度の添加は鋼
の溶接性を損ね、また島状マルテンサイトの生成を促す
ので、それぞれの上限を、Cuは1.0%、Niは1.
5%、Crは1.0%とする。以上の理由により、それ
ぞれの添加範囲を、Cu:0.05〜1.0%、Ni:
0.05〜1.5%、Cr:0.05〜1.0%に限定
する。
【0012】Vは析出硬化により鋼の強度を高めるのに
有効であるが、0.005%未満ではその効果は現れな
い。また、過度の添加は鋼の靱性を損なうため、その上
限を0.1%とする。以上の理由により、Vの添加範囲
を0.005〜0.1%に限定する。Bは鋼の焼入れ性
を向上させ、鋼の強度を高めることができるが、0.0
003%未満ではその効果は現れない。また、過度の添
加は鋼の靱性および溶接性を損なうので、その上限を
0.01%とする。以上の理由により、Bの添加範囲を
0.0003〜0.01%に限定する。
有効であるが、0.005%未満ではその効果は現れな
い。また、過度の添加は鋼の靱性を損なうため、その上
限を0.1%とする。以上の理由により、Vの添加範囲
を0.005〜0.1%に限定する。Bは鋼の焼入れ性
を向上させ、鋼の強度を高めることができるが、0.0
003%未満ではその効果は現れない。また、過度の添
加は鋼の靱性および溶接性を損なうので、その上限を
0.01%とする。以上の理由により、Bの添加範囲を
0.0003〜0.01%に限定する。
【0013】次に本発明におけるプロセス条件について
述べる。本発明においては、鋼片あるいは鋼塊の熱間圧
延過程には特に指定を設けないが、未再結晶温度域での
過度の圧下は変態温度の上昇を招き、強度を低下させる
初析フェライトを生成するので、未再結晶温度域での過
度の圧下は避けるべきである。しかし、適度の場合には
組織微細化によって強度・靱性が向上するので、未再結
晶温度域での圧延は行う方が望ましい。未再結晶温度域
での制御圧延をする場合は、20〜50%の圧下率が望
ましい。
述べる。本発明においては、鋼片あるいは鋼塊の熱間圧
延過程には特に指定を設けないが、未再結晶温度域での
過度の圧下は変態温度の上昇を招き、強度を低下させる
初析フェライトを生成するので、未再結晶温度域での過
度の圧下は避けるべきである。しかし、適度の場合には
組織微細化によって強度・靱性が向上するので、未再結
晶温度域での圧延は行う方が望ましい。未再結晶温度域
での制御圧延をする場合は、20〜50%の圧下率が望
ましい。
【0014】圧延終了後の加速冷却は、初析フェライト
の生成を防止するためにAr3 点以上の温度から開始す
る必要がある。また、その冷却速度が2.5℃/sec
未満であると初析フェライトの生成を抑制できないた
め、2.5℃以上の冷却速度が必要である。また、冷却
速度は早ければ早いほどよいが、30℃/sec超の冷
却速度では600℃以上の温度で加速冷却を停止するこ
とが困難となる。従って、冷却速度は2.5℃/sec
以上30℃/sec以下に限定する。
の生成を防止するためにAr3 点以上の温度から開始す
る必要がある。また、その冷却速度が2.5℃/sec
未満であると初析フェライトの生成を抑制できないた
め、2.5℃以上の冷却速度が必要である。また、冷却
速度は早ければ早いほどよいが、30℃/sec超の冷
却速度では600℃以上の温度で加速冷却を停止するこ
とが困難となる。従って、冷却速度は2.5℃/sec
以上30℃/sec以下に限定する。
【0015】さらに、冷却停止温度は、670℃より高
温で加速冷却を停止して以後放冷を行った場合には本発
明の成分系においても初析フェライトが生成して強度保
証が不可能となるため、上限を670℃とする。また、
600℃未満の温度にまで冷却した場合には、強度が過
多となり、一様伸びが低下し、かつ冷却むら起因の耳波
・中波・反り等により形状が悪化して再矯正工程が不可
欠となるため、冷却停止温度の下限を600℃に限定す
る。
温で加速冷却を停止して以後放冷を行った場合には本発
明の成分系においても初析フェライトが生成して強度保
証が不可能となるため、上限を670℃とする。また、
600℃未満の温度にまで冷却した場合には、強度が過
多となり、一様伸びが低下し、かつ冷却むら起因の耳波
・中波・反り等により形状が悪化して再矯正工程が不可
欠となるため、冷却停止温度の下限を600℃に限定す
る。
【0016】本発明で得られる鋼板の組織は、ベイナイ
ト95〜100%、残部はフェライト、パーライト、残
留オーステナイトの1種または2種以上からなることが
望ましい。なお、上記の組織はベイナイト、フェライ
ト、パーライトについては光学顕微鏡を用いて測定し、
残留オーステナイトについては透過型電子顕微鏡を用い
て測定した値である。
ト95〜100%、残部はフェライト、パーライト、残
留オーステナイトの1種または2種以上からなることが
望ましい。なお、上記の組織はベイナイト、フェライ
ト、パーライトについては光学顕微鏡を用いて測定し、
残留オーステナイトについては透過型電子顕微鏡を用い
て測定した値である。
【0017】
【実施例】表1、表2(表1のつづき)に示す成分の鋼
について、本発明法および比較法を適用した場合の、強
度、一様伸びを表3、表4(表3のつづき)に示す。
について、本発明法および比較法を適用した場合の、強
度、一様伸びを表3、表4(表3のつづき)に示す。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】
【表4】
【0022】比較鋼No.1、2、12、24の鋼種
A、B、Lは、Moが本発明の範囲を満たさず、強度が
60kgf/mm2 未満である。冷却速度が2.5℃/
sec未満のNo.13、25、および冷却停止温度が
670℃超のNo.19、27も強度が不十分である。
冷却停止温度が600℃未満のNo.16、17の場合
には、強度は十分であるが、伸び、特に一様伸びが低
い。また、冷却開始温度がAr3 点より低いNo.2
8、30については、No.28では強度が低く、N
o.30では全伸び、一様伸びがともに低い。本発明鋼
は明らかに比較鋼より優れた特性を示している。
A、B、Lは、Moが本発明の範囲を満たさず、強度が
60kgf/mm2 未満である。冷却速度が2.5℃/
sec未満のNo.13、25、および冷却停止温度が
670℃超のNo.19、27も強度が不十分である。
冷却停止温度が600℃未満のNo.16、17の場合
には、強度は十分であるが、伸び、特に一様伸びが低
い。また、冷却開始温度がAr3 点より低いNo.2
8、30については、No.28では強度が低く、N
o.30では全伸び、一様伸びがともに低い。本発明鋼
は明らかに比較鋼より優れた特性を示している。
【0023】
【発明の効果】本発明により、一様伸びの優れた引張強
さ60kgf/mm2 以上の高張力厚鋼板が再矯正なし
で製造可能となった。
さ60kgf/mm2 以上の高張力厚鋼板が再矯正なし
で製造可能となった。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%で、 C:0.01〜0.25%、 Si:0.01〜0.6%、 Mn:0.30〜2.0%、 Al:0.003〜0.10%、 Mo:0.10〜1.00%を含有し、残部がFeおよ
び不可避的不純物からなる鋼を鋳造後、冷片を再加熱し
て熱間圧延するか、あるいは冷片にすることなく直送で
熱間圧延し、圧延後圧延終了温度以下Ar3 点以上の温
度から加速冷却を開始して、670℃以下600℃以上
の温度まで2.5℃/sec以上30℃/sec以下の
冷却速度で冷却し、その後室温まで放冷することを特徴
とする一様伸びの優れた高張力鋼板の製造法。 - 【請求項2】 重量%で、 C:0.01〜0.25%、 Si:0.01〜0.6%、 Mn:0.30〜2.0%、 Al:0.003〜0.10%、 Mo:0.10〜1.00%を含有し、さらにNb:
0.003〜0.05%、 Ti:0.003〜0.05%、 Cu:0.05〜1.0%、 Ni:0.05〜1.5%、 Cr:0.05〜1.0%、 V:0.005〜0.1%、 B:0.0003〜0.01%の1種または2種以上を
含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を
鋳造後、冷片を再加熱して熱間圧延するか、あるいは冷
片にすることなく直送で熱間圧延し、圧延後圧延終了温
度以下Ar3 点以上の温度から加速冷却を開始して、6
70℃以下600℃以上の温度まで2.5℃/sec以
上30℃/sec以下の冷却速度で冷却し、その後室温
まで放冷することを特徴とする一様伸びの優れた高張力
鋼板の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5305595A JPH08246047A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 一様伸びの優れた高張力鋼板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5305595A JPH08246047A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 一様伸びの優れた高張力鋼板の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08246047A true JPH08246047A (ja) | 1996-09-24 |
Family
ID=12932178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5305595A Pending JPH08246047A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 一様伸びの優れた高張力鋼板の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08246047A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012225222A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Japan Steel Works Ltd:The | 地熱発電タービンロータ用低合金鋼および地熱発電タービンロータ用低合金材ならびにその製造方法 |
-
1995
- 1995-03-13 JP JP5305595A patent/JPH08246047A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012225222A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Japan Steel Works Ltd:The | 地熱発電タービンロータ用低合金鋼および地熱発電タービンロータ用低合金材ならびにその製造方法 |
US9034121B2 (en) | 2011-04-18 | 2015-05-19 | The Japan Steel Works,Ltd. | Low alloy steel for geothermal power generation turbine rotor, and low alloy material for geothermal power generation turbine rotor and method for manufacturing the same |
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