JPS59193790A - 潜弧溶接用Cr−Mo系ソリツドワイヤ - Google Patents
潜弧溶接用Cr−Mo系ソリツドワイヤInfo
- Publication number
- JPS59193790A JPS59193790A JP6257883A JP6257883A JPS59193790A JP S59193790 A JPS59193790 A JP S59193790A JP 6257883 A JP6257883 A JP 6257883A JP 6257883 A JP6257883 A JP 6257883A JP S59193790 A JPS59193790 A JP S59193790A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- solid wire
- submerged arc
- arc welding
- weld metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、切欠靭性が高く且つ焼戻し脆化感受性の低い
溶接金属を得ることのできる潜弧溶接用Cr−Mo系ソ
リッドワイヤに関するものである。
溶接金属を得ることのできる潜弧溶接用Cr−Mo系ソ
リッドワイヤに関するものである。
Cr−Mo系低合金鋼、例えばI Cr −”/2 M
。
。
鋼、1 ・’/4 Cr”/2鋼、2・1/4Cr−I
Mo鋼、3Cr−IMo鋼等は、耐熱性の良好な工業用
材料として高温高圧ボイラ用、石油工業用、合成化学工
業用、高温高圧水素取扱設備用等の分野で賞月されてい
る。即ち、上記の様なCr−Mo系低合金鋼は高温強度
や高温クリープ特性の改善を目的として開発された材料
でアシ、溶接設計においても溶接金属の高温強度改善に
主眼を置いて研究が行なわれてきた。しかし近年Cr−
Mo系低合金鋼の適用分野が拡大されるにつれて、高温
強度に止まらず他の物性についても更に高いものが要求
される様になってきた。かかる要求特性の一つは、寒冷
地での使用頻度増大に伴なう低温下の切欠靭性であシ、
他の要求特性は、反応容器等として10〜20年もの長
期使用を考慮した脆化感受性である。
Mo鋼、3Cr−IMo鋼等は、耐熱性の良好な工業用
材料として高温高圧ボイラ用、石油工業用、合成化学工
業用、高温高圧水素取扱設備用等の分野で賞月されてい
る。即ち、上記の様なCr−Mo系低合金鋼は高温強度
や高温クリープ特性の改善を目的として開発された材料
でアシ、溶接設計においても溶接金属の高温強度改善に
主眼を置いて研究が行なわれてきた。しかし近年Cr−
Mo系低合金鋼の適用分野が拡大されるにつれて、高温
強度に止まらず他の物性についても更に高いものが要求
される様になってきた。かかる要求特性の一つは、寒冷
地での使用頻度増大に伴なう低温下の切欠靭性であシ、
他の要求特性は、反応容器等として10〜20年もの長
期使用を考慮した脆化感受性である。
本発明者等はこうした事情に鑑み、Cr−M。
系低合金鋼の溶着金属の切欠靭性及び脆化感受性を改善
すべく研究を進めてきた。そして上記目的を達成するう
えでは、溶接金属の結晶粒及び共析組織を微細化するこ
とが最も有効であろうとの知見に沼って、その様な溶接
金属を得ることができるよう、潜弧溶接用ソリッドワイ
ヤの化学組成に注目して鋭意実験を重ねた。本発明はこ
うした実験の結果完成されたものであって、その構成と
は、CIo、19%(重量%二以下同じ)以下Si+0
.696以下 Mn : 1.6チ以下 Cr t 0.5〜3゜8% N(’0.3%以下 Mo : 0.3〜1.5 q6 A1:0.4q6以下 N jo、012〜0040係 0 :o、o4%以下 を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなると共に
、上記Cr、AI及びNの各含有量が下記[I)式の関
係を満たす様に化学組成を調整してなるところに要旨を
有する潜弧溶接用ソリッドワイヤに関するものである。
すべく研究を進めてきた。そして上記目的を達成するう
えでは、溶接金属の結晶粒及び共析組織を微細化するこ
とが最も有効であろうとの知見に沼って、その様な溶接
金属を得ることができるよう、潜弧溶接用ソリッドワイ
ヤの化学組成に注目して鋭意実験を重ねた。本発明はこ
うした実験の結果完成されたものであって、その構成と
は、CIo、19%(重量%二以下同じ)以下Si+0
.696以下 Mn : 1.6チ以下 Cr t 0.5〜3゜8% N(’0.3%以下 Mo : 0.3〜1.5 q6 A1:0.4q6以下 N jo、012〜0040係 0 :o、o4%以下 を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなると共に
、上記Cr、AI及びNの各含有量が下記[I)式の関
係を満たす様に化学組成を調整してなるところに要旨を
有する潜弧溶接用ソリッドワイヤに関するものである。
又本発明に係る他の構成とは、上記の構成に加えて、ワ
イヤ中にTI=0.01〜0.20%及び/若しくはV
:0.01〜0.30係、或いはB+0.002〜0.
025%及び/著しくはLa:0.01〜0.15チを
含有させたところに要旨を有するものである。
イヤ中にTI=0.01〜0.20%及び/若しくはV
:0.01〜0.30係、或いはB+0.002〜0.
025%及び/著しくはLa:0.01〜0.15チを
含有させたところに要旨を有するものである。
(Cr%+xoxA1%)/C1oom%)−・−C■
)本発明では、上記の様にソリッドワイヤの化学組成を
特定することによって、散布フラックスとして一般的な
焼結型フラックスや溶融型フラックスのうち如何なる種
類のものを用いた場合でも、結晶粒及び共析組織が微細
で、低温における切欠靭性に優れ焼戻し脆化感受性の低
い溶接金属を得ることができるのであシ、ソリッドワイ
ヤの化学組成を規定した理由を詳述すれば下記の通シで
あ、る・ C:0.19%以下 Cは溶接金属の強化元素として極めて重要な元素である
が、0.1996を越えると溶接金属の割れ感受性が高
まるので0.19%を上限とした。
)本発明では、上記の様にソリッドワイヤの化学組成を
特定することによって、散布フラックスとして一般的な
焼結型フラックスや溶融型フラックスのうち如何なる種
類のものを用いた場合でも、結晶粒及び共析組織が微細
で、低温における切欠靭性に優れ焼戻し脆化感受性の低
い溶接金属を得ることができるのであシ、ソリッドワイ
ヤの化学組成を規定した理由を詳述すれば下記の通シで
あ、る・ C:0.19%以下 Cは溶接金属の強化元素として極めて重要な元素である
が、0.1996を越えると溶接金属の割れ感受性が高
まるので0.19%を上限とした。
Sl:O,f+S以下
0.6%を越えると溶接金属の焼戻し脆化感受性が増大
すると共に割れ感受性も高くなる。
すると共に割れ感受性も高くなる。
Mn : 1.6%
溶接金属の強化元素としての機能を発揮する。
しかし多すぎると溶接金属の焼戻し脆化感受性が高くな
るので1.6チを上限とした。
るので1.6チを上限とした。
Cr t 0.5〜3.8 %
Cr−Mo系溶接金属の特長である高温強度を高めるの
に不可欠の元素であり、0.5%未満ではその効果が有
効に発揮されず、又耐酸化性や耐食性も乏しくなシ、更
には後述する如くNとの共存下でCrNの微細析出物を
生成し低温下での切欠靭性を高めるという効果も得られ
なくなる。しかし3.8%を越える成分系では本発明の
主眼である低温靭性や焼戻し脆化感受性が実用上問題と
ならないので本発明よシ除外した。
に不可欠の元素であり、0.5%未満ではその効果が有
効に発揮されず、又耐酸化性や耐食性も乏しくなシ、更
には後述する如くNとの共存下でCrNの微細析出物を
生成し低温下での切欠靭性を高めるという効果も得られ
なくなる。しかし3.8%を越える成分系では本発明の
主眼である低温靭性や焼戻し脆化感受性が実用上問題と
ならないので本発明よシ除外した。
Ni:0.3ヂ以下
低温脆性の改善に有効な元素であるが、0.3−を越え
ると溶接金属の焼戻し脆化感受性が高くなる。
ると溶接金属の焼戻し脆化感受性が高くなる。
AI:0.4係以下
脱酸成分としての機能を有すると共にNの溶解度を増し
切欠靭性を向上せしめるが、0.4係を越えると潜弧溶
接においてスラグの焼付きが生じビード外観が悪化する
と共に、溶接金属の高温強度、特に耐クリープ特性が劣
化する。
切欠靭性を向上せしめるが、0.4係を越えると潜弧溶
接においてスラグの焼付きが生じビード外観が悪化する
と共に、溶接金属の高温強度、特に耐クリープ特性が劣
化する。
Mo : 0.3〜1.5%
0.3%未満では溶接金属の高温強度が乏しくなると共
に焼戻し脆化感受性も高くなる。一方1.5チを越える
と溶接金属の切欠靭性が悪化すると共に焼戻し脆化感受
性もかえって増大傾向を示す様になる。
に焼戻し脆化感受性も高くなる。一方1.5チを越える
と溶接金属の切欠靭性が悪化すると共に焼戻し脆化感受
性もかえって増大傾向を示す様になる。
NiO,012〜0.040チ
Nは前記Crと共にCrNよシなる微細析出物を生成し
、またN自身が地金に固溶して溶接金属の切欠靭性及び
焼戻し脆化感受性を改善するのに重大な機能を果たすも
ので、少なくとも0.012チを積極的に含有させなけ
ればならない。しかし多すぎると溶接欠陥を生ずるとと
もに溶接作業性が悪くなるので0.040%以下に止め
るべきである。
、またN自身が地金に固溶して溶接金属の切欠靭性及び
焼戻し脆化感受性を改善するのに重大な機能を果たすも
ので、少なくとも0.012チを積極的に含有させなけ
ればならない。しかし多すぎると溶接欠陥を生ずるとと
もに溶接作業性が悪くなるので0.040%以下に止め
るべきである。
0+0.01%以下
微量のOは溶接金属の切欠靭性を高める作用があるが、
0.01gを越えると溶接金属のO量が多くなシすぎる
為切欠靭性に悪影響を与える。
0.01gを越えると溶接金属のO量が多くなシすぎる
為切欠靭性に悪影響を与える。
(Cr%+10XA1%)/(100XN%)1.15
−3.50CrとN1またAIとNは相互に強い親和力
を有しているために、Cr tAI yN単独の成分規
制の他に相互関係を考慮しなければならない。しかし溶
接は極めて短時間に金属が溶融、凝固する現象であるた
めKいわゆる化学的平衡反応とは考えられないので理論
的な説明は不可能である。ここに述べる (Cr%+10A1%)/(100XN%)なる式はC
r tAI +Hの関連を多くの実験データを解析する
ことによシ確立した実験式であシ、この実験式の値を特
定することによシ溶接金属の切欠靭性や焼戻し脆性にお
よぼすCr tAI rHの相互効果を引出すことが出
来る。
−3.50CrとN1またAIとNは相互に強い親和力
を有しているために、Cr tAI yN単独の成分規
制の他に相互関係を考慮しなければならない。しかし溶
接は極めて短時間に金属が溶融、凝固する現象であるた
めKいわゆる化学的平衡反応とは考えられないので理論
的な説明は不可能である。ここに述べる (Cr%+10A1%)/(100XN%)なる式はC
r tAI +Hの関連を多くの実験データを解析する
ことによシ確立した実験式であシ、この実験式の値を特
定することによシ溶接金属の切欠靭性や焼戻し脆性にお
よぼすCr tAI rHの相互効果を引出すことが出
来る。
この値が0.15未満ではN量が相対的に多くなシすぎ
る為ブローホール等の溶接欠陥を起こし易く、一方3.
50を越えると溶接金属の切欠靭性を十分に改善するこ
とができない。
る為ブローホール等の溶接欠陥を起こし易く、一方3.
50を越えると溶接金属の切欠靭性を十分に改善するこ
とができない。
この他本発明のワイヤ中にはP % S b s S
n sAs等の不純物が微量混入していることがあるが
、これらは高温下での長期使用によって溶接金属組織の
粒界に拡散して偏析し、焼戻し脆化の原因になるので、
何れも0.01%以下に抑えるべきである。
n sAs等の不純物が微量混入していることがあるが
、これらは高温下での長期使用によって溶接金属組織の
粒界に拡散して偏析し、焼戻し脆化の原因になるので、
何れも0.01%以下に抑えるべきである。
次に、前述の化学組成を満足した上で更に溶接金属の高
温強度や切欠靭性を高める為に有効な元素として、下記
のものが挙げられる。
温強度や切欠靭性を高める為に有効な元素として、下記
のものが挙げられる。
Ti+0.01〜0.2096及び/又はV : 0.
01〜0.30%Ti及びVは何れも溶接金属の高温強
度を高めるのに極めて有効な元素でアシ、その効果は夫
々0.01g6以上七いう極めて微量の添加で有効に発
揮される。しかしT1の場合は0.20%超、■の場合
は0.30%超になると、溶接金属の切欠靭性が悪くな
る。
01〜0.30%Ti及びVは何れも溶接金属の高温強
度を高めるのに極めて有効な元素でアシ、その効果は夫
々0.01g6以上七いう極めて微量の添加で有効に発
揮される。しかしT1の場合は0.20%超、■の場合
は0.30%超になると、溶接金属の切欠靭性が悪くな
る。
B10.002−(1,025%及び/又はLa +
0.01”()、15q6B及びLaは何れも溶接金属
の切欠靭性を更に高めるという効果において同効物質で
あシ、その効果はBで0.002%以上、Laで0.0
1%以上の添加で有効に発揮される。しかしBが0.0
25チを越えると溶接金属の高温クリープ特性、特に延
性が悪くなシ、又Laが0.15%を越えると溶鋼中で
の偏析が著しくなって安定した品質を確保出来ないので
好ましくない。
0.01”()、15q6B及びLaは何れも溶接金属
の切欠靭性を更に高めるという効果において同効物質で
あシ、その効果はBで0.002%以上、Laで0.0
1%以上の添加で有効に発揮される。しかしBが0.0
25チを越えると溶接金属の高温クリープ特性、特に延
性が悪くなシ、又Laが0.15%を越えると溶鋼中で
の偏析が著しくなって安定した品質を確保出来ないので
好ましくない。
本発明の潜弧溶接用ソリッドワイヤは以上の様に構成さ
れてお)、その要件を満たす限シ使用する散布フラック
スが溶融型であっても焼結型であっても、又溶接条件や
溶接後熱処理条件の如何にかかわらず、切欠靭性に優れ
且つ焼戻し脆化感受性の低いCr−Mo系の溶接金属を
得ることができる。かくして、Cr−Mo系合金鋼の用
途拡大に応じた性能の溶接継手を得ることが可能になっ
た。
れてお)、その要件を満たす限シ使用する散布フラック
スが溶融型であっても焼結型であっても、又溶接条件や
溶接後熱処理条件の如何にかかわらず、切欠靭性に優れ
且つ焼戻し脆化感受性の低いCr−Mo系の溶接金属を
得ることができる。かくして、Cr−Mo系合金鋼の用
途拡大に応じた性能の溶接継手を得ることが可能になっ
た。
次に実験例を示す。
実施例
第2表に示す化学組成のCr−Mo系ソリッドワイヤを
製作し、第1表に示す成分組成の溶融型7ラツクス又は
焼結型フラックス(いずれも市販品)と第3表の如く組
合せ、ASTM−A 387 Gr、 2、同A387
Gr、11、同387Gr、22及び同A387Gr、
21を母材として潜弧溶接実験を行なった。
製作し、第1表に示す成分組成の溶融型7ラツクス又は
焼結型フラックス(いずれも市販品)と第3表の如く組
合せ、ASTM−A 387 Gr、 2、同A387
Gr、11、同387Gr、22及び同A387Gr、
21を母材として潜弧溶接実験を行なった。
結果を第3表に併記する。又得られた溶接物を第1図の
ヒートパターンで応力除去焼鈍(SR)に付し、一部は
そのまま、残部は更に第2図に示すヒートパターンで焼
戻し脆化熱処理(SC)を人工的に加え、各試験片の物
性試験を行なった。結果を第3表に併記した。尚試験片
は、第3図のA部から引張試験片、B部から2mmVノ
ツチシャルピー衝撃試験片を切出して用いた。
ヒートパターンで応力除去焼鈍(SR)に付し、一部は
そのまま、残部は更に第2図に示すヒートパターンで焼
戻し脆化熱処理(SC)を人工的に加え、各試験片の物
性試験を行なった。結果を第3表に併記した。尚試験片
は、第3図のA部から引張試験片、B部から2mmVノ
ツチシャルピー衝撃試験片を切出して用いた。
(重ikチ)
第3表からも明らかな様に、引張強さや伸びについては
実施例と比較例の間に殆んど差異が認められず、いずれ
も良好であるが、シャルピー衝撃値及び溶接性について
は顕著な相違が認められる。
実施例と比較例の間に殆んど差異が認められず、いずれ
も良好であるが、シャルピー衝撃値及び溶接性について
は顕著な相違が認められる。
即ち比較例ではSRを終えたままの段階ですでに低い衝
撃値を示しているもの(W−13及び15)や、SRの
段階では高い衝撃値を示していてもSR後のSCで衝撃
値が急減しているもの(W−16)、衝撃値はかなシ高
いが溶接欠陥が発生したシビード外観が不良であるもの
(W−12,14)等が認められた。これらに対し本発
、明の要件を満たす実施例ワイヤを用いた場合は、溶接
性が良好で且つSRの段階で高衝撃値を示すと共に、S
C後において高衝撃値を維持している。
撃値を示しているもの(W−13及び15)や、SRの
段階では高い衝撃値を示していてもSR後のSCで衝撃
値が急減しているもの(W−16)、衝撃値はかなシ高
いが溶接欠陥が発生したシビード外観が不良であるもの
(W−12,14)等が認められた。これらに対し本発
、明の要件を満たす実施例ワイヤを用いた場合は、溶接
性が良好で且つSRの段階で高衝撃値を示すと共に、S
C後において高衝撃値を維持している。
第1図は応力除去焼鈍のヒートパターン、第2図は焼戻
し脆化熱処理のヒートパターン、第3図は物性試験片の
採取位置を示す説明図である。 出願人 株式会社神戸製鋼所
し脆化熱処理のヒートパターン、第3図は物性試験片の
採取位置を示す説明図である。 出願人 株式会社神戸製鋼所
Claims (1)
- (1) c :0.19% (重’を係:以下同じ
)以下Si:0.6%以下 Mn : 1.6%以下 Cr : 0.5〜343q6 Ni:0.3%以下 Mo : 0.3〜1.5% Alto、4チ以下 N :0.012〜0.040係 o;o、otチ以下 を含有し、上記Cr、AI及びNの各含有量が次式の関
係を満たすものであることを特徴とする潜弧溶接用Cr
−Mo系ソリッドワイヤ。 (Cr%+10XAI%)/(100XN%)=0.1
ト3.50(2) C:0.19チ(重量%:以下同
じ)以下Si+0.6%以下 Mn 71.6チ以下 Cr : 0.5〜3.8% Ni;0.3%以下 Mo : 0.3〜1.5% AIo、4%以下 N :0.012〜0.040係 0+0.01チ以下 を含有する他、Ti;0.01〜0.20%及び/又は
V : 0.Oi 〜0.30%を含有し、残部がFe
及び不可避不純物からなると共に、上記Cr、Al及び
Nの各含有率が次式の関係を満たすものであることを特
徴とする潜弧溶接用Cr−Mo系ソリッドワイヤ。 (Cr%−1−10XAI %)/(100XN%)−
0,15〜3.50(3) C:0.19チ(重量%
二以下同じ)以下si:o、6%以下 Mn : 1.6%以下 Cr : 0.5〜3.8% Ni+0.3%以下 Mo : 0.3〜1.5% AMo、4%以下 N +0.012〜0.040条 を含有する他、B10.002〜0.025%及び/又
はL a : 0.01〜0.15 %を含有し、残部
がFe及び不可避不純物からなると共に、上記Cr、A
I及びNの各含有率が次式の関係を満たすものであるこ
とを%徴とする潜弧溶接用Cr−Mo系ソリッドワイヤ
。 (Cr%+10XA1%)/(100XN%)〜0.1
5−3.50(4) C:0.19%(重量%:以下
同じ)以下Si+0.6%以下 Mn : 1.6%以下 Cr+0.5〜3.8% Ni:0.3多以下 Mo+0.3〜1.5q6 AlF2.4千以下 N :0.012〜0.040% 0:0.01多以下 を含有する他、Ti:0.01〜0.20チ及び/又は
v+o、o1〜0.30%と、B : 0.002〜0
.025チ及び/又はL a : 0.01〜0115
q6を含有し。 残部がFe及び不可避不純物からなると共に、上記Cr
s A 1及びNの各含有率が次式の関係を満たすも
のであることを特徴とする潜弧溶接用Cr−Mo系ソリ
ッドワイヤ。 (Cr%+10XA1%)/(100XN%)〜0.1
5−3.50
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6257883A JPS59193790A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 潜弧溶接用Cr−Mo系ソリツドワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6257883A JPS59193790A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 潜弧溶接用Cr−Mo系ソリツドワイヤ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59193790A true JPS59193790A (ja) | 1984-11-02 |
Family
ID=13204331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6257883A Pending JPS59193790A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 潜弧溶接用Cr−Mo系ソリツドワイヤ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59193790A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6310096A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-16 | Nippon Steel Corp | Cr−Mo鋼用TIG溶接ワイヤ |
US4994647A (en) * | 1989-02-21 | 1991-02-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Covered electrode for use in arc welding of Cr-Mo type low alloy steels |
CN105880871A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-08-24 | 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 | 一种气保护高韧性实心焊丝及其使用方法和应用 |
-
1983
- 1983-04-08 JP JP6257883A patent/JPS59193790A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6310096A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-16 | Nippon Steel Corp | Cr−Mo鋼用TIG溶接ワイヤ |
US4994647A (en) * | 1989-02-21 | 1991-02-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Covered electrode for use in arc welding of Cr-Mo type low alloy steels |
CN105880871A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-08-24 | 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 | 一种气保护高韧性实心焊丝及其使用方法和应用 |
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