JPS5934237B2 - 耐食性にすぐれたステンレス鋼材およびその製造法 - Google Patents
耐食性にすぐれたステンレス鋼材およびその製造法Info
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- JPS5934237B2 JPS5934237B2 JP9919480A JP9919480A JPS5934237B2 JP S5934237 B2 JPS5934237 B2 JP S5934237B2 JP 9919480 A JP9919480 A JP 9919480A JP 9919480 A JP9919480 A JP 9919480A JP S5934237 B2 JPS5934237 B2 JP S5934237B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
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- Coating With Molten Metal (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はあらゆる環境のもとで耐候性、耐応力腐食割
れなどの耐食性に優れた鋼材、鋼線に関するものである
。
れなどの耐食性に優れた鋼材、鋼線に関するものである
。
従来から耐候性、耐腐食性を要求される鋼材として、普
通の鋼材の表面に亜鉛、アルミニウムなどのメッキを施
したものが用いられてきた。
通の鋼材の表面に亜鉛、アルミニウムなどのメッキを施
したものが用いられてきた。
これらのメッキ鋼材は比較的安価で塩素イオン（Ｃｌ−
）を含む環境下では高い耐食性を有するが硫酸（Ｈ２Ｓ
Ｏ４）、亜硫酸（Ｈ２Ｓ０３）などの亜硫酸ガス系の雰
囲気ではメッキ層が活性溶解するためメッキ鋼材料とし
ての寿命が短く、またメッキ層が腐食や機械的摩耗など
で一旦消失すると陰極防蝕効果を及ぼす犠牲陽極が消失
するため地金の腐蝕が急速に進行する。一方材料自身の
耐食性が良好なものとしてステンレス鋼が用いられる。
しかしステンレス鋼は高価であり、硫酸系（ＳＯ２、Ｓ
Ｏ３）の雰囲気に対しては非常に強い耐食性を有するが
一方塩素イオン（Ｃｌ−）系に対しては高耐食性の原因
である不働態皮膜が塩素イオンと反応して錯イオンを生
成して溶解し不働態皮膜が破れた部分がアノード（陽極
）となつて地金が活性溶解して急速に腐蝕が進行するこ
とがある。従来ステンレス鋼に亜鉛などのメッキを施す
ことは耐食性を増すとは考えられず、逆にメッキが剥が
れると美観を損うなどの点から着想されていない。本発
明者らはステンレス鋼の表面に亜鉛などの卑金属層を形
成せしめるとステンレス鋼の不働態皮膜による耐食性と
卑金属による犠牲陽極としての防蝕作用の相乗効果によ
つて極めて耐食性の良好な鋼材が得られることを見出し
本発明をなすに至つたものである。本発明は従来の耐食
性材料の上記欠点をなくしあらゆる種類の一般雰囲気、
たとえば海岸、山間、田園、工業地帯などで使用できる
耐候、耐食性鋼材、鋼線を提供することを目的とし、ス
テンレス鋼材、鋼線の表面に活性態ステンレス（不働態
皮膜でない）の電位より卑な金属、とくに亜鉛Ｚｎ、ア
ルミニウムＡｌ、マグネシウムＭｇの層を形成すること
からなつている。
）を含む環境下では高い耐食性を有するが硫酸（Ｈ２Ｓ
Ｏ４）、亜硫酸（Ｈ２Ｓ０３）などの亜硫酸ガス系の雰
囲気ではメッキ層が活性溶解するためメッキ鋼材料とし
ての寿命が短く、またメッキ層が腐食や機械的摩耗など
で一旦消失すると陰極防蝕効果を及ぼす犠牲陽極が消失
するため地金の腐蝕が急速に進行する。一方材料自身の
耐食性が良好なものとしてステンレス鋼が用いられる。
しかしステンレス鋼は高価であり、硫酸系（ＳＯ２、Ｓ
Ｏ３）の雰囲気に対しては非常に強い耐食性を有するが
一方塩素イオン（Ｃｌ−）系に対しては高耐食性の原因
である不働態皮膜が塩素イオンと反応して錯イオンを生
成して溶解し不働態皮膜が破れた部分がアノード（陽極
）となつて地金が活性溶解して急速に腐蝕が進行するこ
とがある。従来ステンレス鋼に亜鉛などのメッキを施す
ことは耐食性を増すとは考えられず、逆にメッキが剥が
れると美観を損うなどの点から着想されていない。本発
明者らはステンレス鋼の表面に亜鉛などの卑金属層を形
成せしめるとステンレス鋼の不働態皮膜による耐食性と
卑金属による犠牲陽極としての防蝕作用の相乗効果によ
つて極めて耐食性の良好な鋼材が得られることを見出し
本発明をなすに至つたものである。本発明は従来の耐食
性材料の上記欠点をなくしあらゆる種類の一般雰囲気、
たとえば海岸、山間、田園、工業地帯などで使用できる
耐候、耐食性鋼材、鋼線を提供することを目的とし、ス
テンレス鋼材、鋼線の表面に活性態ステンレス（不働態
皮膜でない）の電位より卑な金属、とくに亜鉛Ｚｎ、ア
ルミニウムＡｌ、マグネシウムＭｇの層を形成すること
からなつている。
本発明の鋼材、鋼線は非常に良好な耐候性、耐応力腐蝕
割れ性を有している。
割れ性を有している。
とくに一般にステンレス鋼が耐食性の点で苦手とするＣ
ｌ−に対して効果がある。それはＺｎ，Ａｌなどの皮膜
層がＣｌ−に対して犠牲陽極となつてステンレス鋼の不
働態皮脈の溶解を妨げ地金属と雰囲気との間の電気化学
的反応を抑制すること、またＺｎ，ＡｌなどがＣｌ−を
トラツプして地金属への作用を因難にするからである。
この場合Ｚｎ，Ａｌなどはステンレス鋼の活性態電位よ
り卑な金属であるので活性態部分に対しても同様な効果
があり、またメツキ層に少しのピンホールなどの欠陥、
外傷などがあり地金属が露出しても犠牲陽極としてのメ
ツキ層が完全に無くなるまで腐蝕抑制効果は維持される
。一方槙酸系、その他の雰囲気に対しては皮膜層が腐蝕
、摩耗などによつて消耗してもステンレス鋼自体の不働
態皮膜によつて腐蝕が防止され急速に腐蝕反応が進行せ
ず良好な耐食性を維持するものである。ステンレス鋼の
腐蝕は表面の不働態部分でなく、必ず活性態部分から始
まるので被覆する金属は不働態化されたステンレスでは
なく活性態ステンレス鋼の電位を基準としてより卑なる
金属でなければならない。
ｌ−に対して効果がある。それはＺｎ，Ａｌなどの皮膜
層がＣｌ−に対して犠牲陽極となつてステンレス鋼の不
働態皮脈の溶解を妨げ地金属と雰囲気との間の電気化学
的反応を抑制すること、またＺｎ，ＡｌなどがＣｌ−を
トラツプして地金属への作用を因難にするからである。
この場合Ｚｎ，Ａｌなどはステンレス鋼の活性態電位よ
り卑な金属であるので活性態部分に対しても同様な効果
があり、またメツキ層に少しのピンホールなどの欠陥、
外傷などがあり地金属が露出しても犠牲陽極としてのメ
ツキ層が完全に無くなるまで腐蝕抑制効果は維持される
。一方槙酸系、その他の雰囲気に対しては皮膜層が腐蝕
、摩耗などによつて消耗してもステンレス鋼自体の不働
態皮膜によつて腐蝕が防止され急速に腐蝕反応が進行せ
ず良好な耐食性を維持するものである。ステンレス鋼の
腐蝕は表面の不働態部分でなく、必ず活性態部分から始
まるので被覆する金属は不働態化されたステンレスでは
なく活性態ステンレス鋼の電位を基準としてより卑なる
金属でなければならない。
Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒなどは活性態ステンレス鋼とほとんど
同電位であり効果はない。一方Ｋ，Ｎａ，Ｃａなどのア
ルカリ、またはアルカリ土類金属は余りに卑でありそれ
自体の腐蝕速度が早く効果が長続きせず、取り扱いも危
険であり利用することはできない。Ｍｎはメツキ処理な
どのとき安定な塩をつくることが比較的困難であり融点
が高くメツキコストが高いうえ展延性に欠けるため皮膜
形成後の変形加工に耐え得ない。またＭｎは腐蝕生成物
が有色で外観を害する。Ｔｉは非常に活性な金属であり
酸化し易く容易に不働態化して耐食性が良いが陰極防蝕
の点から目的に外れるばかりか高価でありまた地金属と
してステンレス鋼を用いる意味がなくなる。したがつて
本発明に用いる金属としてはＺｎ，Ａｌ，Ｍｇの３種が
最も適している。ステンレス鋼の材質はＳＵＳ４ｌＯ系
（マルテンサイト系）、ＳＵＳ４３Ｏ系（フエライト系
）、ＳＵＳ３Ｏ４系（オーステナイト系）など各種の鋼
種を用いることができる。
同電位であり効果はない。一方Ｋ，Ｎａ，Ｃａなどのア
ルカリ、またはアルカリ土類金属は余りに卑でありそれ
自体の腐蝕速度が早く効果が長続きせず、取り扱いも危
険であり利用することはできない。Ｍｎはメツキ処理な
どのとき安定な塩をつくることが比較的困難であり融点
が高くメツキコストが高いうえ展延性に欠けるため皮膜
形成後の変形加工に耐え得ない。またＭｎは腐蝕生成物
が有色で外観を害する。Ｔｉは非常に活性な金属であり
酸化し易く容易に不働態化して耐食性が良いが陰極防蝕
の点から目的に外れるばかりか高価でありまた地金属と
してステンレス鋼を用いる意味がなくなる。したがつて
本発明に用いる金属としてはＺｎ，Ａｌ，Ｍｇの３種が
最も適している。ステンレス鋼の材質はＳＵＳ４ｌＯ系
（マルテンサイト系）、ＳＵＳ４３Ｏ系（フエライト系
）、ＳＵＳ３Ｏ４系（オーステナイト系）など各種の鋼
種を用いることができる。
本発明の鋼材、鋼線を製造するには先ずステンレス鋼の
表面を洗浄する。
表面を洗浄する。
一般にステンレス鋼の材料の表面には油、ホコリなどが
付着し、また１００人程度の厚さの不働態層があり、そ
のいずれもメツキ層の密着性を阻害する。したがつて少
くともトリクレン、シンナ一、アルコール類、アセトン
などの有機溶剤その他の洗浄剤を用いて表面の油、ホコ
リを除去する必要があり、さらに好ましくは塩酸、硫酸
、燐酸などの酸中に浸漬して不働態層を除去する方が良
い。この場合アルカリ性、あるいは酸性の電解液中で陽
極または陰極電解洗浄を行うと鋼材表面から短時間に均
一かつ確実に油や埃と同時に不働態皮膜も除去できるの
で最適である。つぎに上記前処理したステンレス鋼材表
面にＺｎ，Ａｌ，Ｍｇあるいはその合金の皮膜を形成す
る。
付着し、また１００人程度の厚さの不働態層があり、そ
のいずれもメツキ層の密着性を阻害する。したがつて少
くともトリクレン、シンナ一、アルコール類、アセトン
などの有機溶剤その他の洗浄剤を用いて表面の油、ホコ
リを除去する必要があり、さらに好ましくは塩酸、硫酸
、燐酸などの酸中に浸漬して不働態層を除去する方が良
い。この場合アルカリ性、あるいは酸性の電解液中で陽
極または陰極電解洗浄を行うと鋼材表面から短時間に均
一かつ確実に油や埃と同時に不働態皮膜も除去できるの
で最適である。つぎに上記前処理したステンレス鋼材表
面にＺｎ，Ａｌ，Ｍｇあるいはその合金の皮膜を形成す
る。
この皮膜の形成は電気メツキ法、溶融メツキ法のいずれ
かで行う。いずれの場合にも皮膜の厚さが１μ以下でぱ
薄すぎて充分な効果がない。電気メツキ法による場合は
通常の条件で良いが厚みが１〜２０μで充分な耐食効果
がありそれ以上に付着させるとメツキに時間がか匁りコ
スト高となるので１〜２０μの厚さが良い。溶融メツキ
法は皮膜用金属の溶融浴に材料を浸漬して行い比較的容
易に厚メツキが可能であるが２００μ以上の厚さには付
着させるのが困難であり、かつ２００μ以上では厚さが
不均一となり剥離し易くなるので好ましくない。溶融法
の場合皮膜の密着性を良くするため適宜フラツクスを使
用することも適当である。以下に本発明を実施例によつ
てさらにくわしく説明する。
かで行う。いずれの場合にも皮膜の厚さが１μ以下でぱ
薄すぎて充分な効果がない。電気メツキ法による場合は
通常の条件で良いが厚みが１〜２０μで充分な耐食効果
がありそれ以上に付着させるとメツキに時間がか匁りコ
スト高となるので１〜２０μの厚さが良い。溶融メツキ
法は皮膜用金属の溶融浴に材料を浸漬して行い比較的容
易に厚メツキが可能であるが２００μ以上の厚さには付
着させるのが困難であり、かつ２００μ以上では厚さが
不均一となり剥離し易くなるので好ましくない。溶融法
の場合皮膜の密着性を良くするため適宜フラツクスを使
用することも適当である。以下に本発明を実施例によつ
てさらにくわしく説明する。
実施例
６試験方法
第１表に示す成分の各種ステンレス鋼の板材、線材をト
リクレンで洗浄し硫酸で酸洗後Ｚｎの電気メツキ法、溶
融法およびＡｌの溶融法により表面に種々の厚さの皮膜
層を形成し、塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ２３７ｌ）、海岸
地（大阪府泉南部）での大気暴露試験、海水浸漬（兵庫
県域崎海岸）試験を行い、皮膜層を有しない同材質の試
験片および普通鋼に亜鉛メツキした試験片と比較した。
リクレンで洗浄し硫酸で酸洗後Ｚｎの電気メツキ法、溶
融法およびＡｌの溶融法により表面に種々の厚さの皮膜
層を形成し、塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ２３７ｌ）、海岸
地（大阪府泉南部）での大気暴露試験、海水浸漬（兵庫
県域崎海岸）試験を行い、皮膜層を有しない同材質の試
験片および普通鋼に亜鉛メツキした試験片と比較した。
板材は厚さ１Ｔｆｍのもので線材は最終線径２．０鵬の
ものを用いた。第２表は各供試材の加工履歴、皮膜の材
料、形成法、膜厚を示すものである。
ものを用いた。第２表は各供試材の加工履歴、皮膜の材
料、形成法、膜厚を示すものである。
８塩水噴霧試験結果
塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ２３７ｌ）により１１ケ月間試
験した結果は第３表の通りであつた。
験した結果は第３表の通りであつた。
ありこの試験では顕著な差は現われていないが更に試験
期間が長くなればＺｎメツキの効果が生ずると推定され
る。第１図は塩水噴霧試験途中の赤錆発生進行状況を調
査した図表である。
期間が長くなればＺｎメツキの効果が生ずると推定され
る。第１図は塩水噴霧試験途中の赤錆発生進行状況を調
査した図表である。
図に記載されていない試料ｆ）．２，４，５，１１，１
２，１３，１５，１６，１７の本発明材と３０４系の従
来材８，２１，２３は全く発錆しなかつた。この図から
ＳＵＳ４ｌＯ，ＳＵＳ４３ＯはＺｎ，Ａｌメツキをする
と耐食性（耐Ｃｌ一性）が向上することがわかる。
２，１３，１５，１６，１７の本発明材と３０４系の従
来材８，２１，２３は全く発錆しなかつた。この図から
ＳＵＳ４ｌＯ，ＳＵＳ４３ＯはＺｎ，Ａｌメツキをする
と耐食性（耐Ｃｌ一性）が向上することがわかる。
また普通鋼にＺｎメツキをした材料、黒９，２４はメツ
キ層が少くなると腐蝕が急速に進行する。Ｃ）大気暴露
試験結果 大阪府泉南郡の海岸地で１０ケ月間（Ｂ）と同じ試料を
用いて行つた大気暴露試験の結果は第４表に示す通りで
あつた。
キ層が少くなると腐蝕が急速に進行する。Ｃ）大気暴露
試験結果 大阪府泉南郡の海岸地で１０ケ月間（Ｂ）と同じ試料を
用いて行つた大気暴露試験の結果は第４表に示す通りで
あつた。
この表に示すように皮膜層を有する本発明材はすべて発
錆せず、孔食も生ぜず著しく耐食性が良好であることが
わかる。
錆せず、孔食も生ぜず著しく耐食性が良好であることが
わかる。
０ 海水浸漬試験結果
兵庫県域崎海岸において１年間海水浸漬試験を行つた結
果は第５表の通りであつた。
果は第５表の通りであつた。
この表かられかるように従来のステンレス鋼材は結束部
において孔食いが発生し、また部分的に発錆しているが
本発明材は結束部分においても全く孔食い、発錆がなく
優れた耐食性を示している。
において孔食いが発生し、また部分的に発錆しているが
本発明材は結束部分においても全く孔食い、発錆がなく
優れた耐食性を示している。
上記実施例において第２表に示すように伸線加工後熱処
理を行つて直ちに皮膜層を形成した軟質の抗張力５０〜
７０ｋｇＡｄのステンレス鋼線（試料應１０，１２，１
３，１４，１５，１８，２０，２１）においても、熱処
理後伸線加工を行つて皮膜層を形成した硬質の抗張力が
１００ｋｇ／Ｍ７７ｌ〜２００ｋｇ／Ｍｄのステンレス
鋼線（試料應１１，１６，１７，１９，２２，２３）に
おいてもその効果は同じであることがわかる。すなわち
本発明方法は金網などの抗張力５０ｋｇ／Ｍｌｔ軟質ス
テンレス鋼線からばね材に用いる２５０ｋｇ／Ｍ７ｌＬ
までの高強度ステンレス鋼線まで適用して製品の耐食性
を改善することができる。以上詳しく説明したように本
発明のステンレス鋼材、鋼線は表面に卑金属の皮膜を形
成するもので大きなコストの上昇はなく海岸地、海水中
、工場地帯などあらゆる腐蝕環境の下で板材、パイプ、
ポルト、ナツト、ワツシヤ一などの鋼材、バネ材、メツ
センジヤーワイヤ、金網、鋲螺材、ハンガーなどの鋼線
として長期間安定した耐食性を維持することができる。
理を行つて直ちに皮膜層を形成した軟質の抗張力５０〜
７０ｋｇＡｄのステンレス鋼線（試料應１０，１２，１
３，１４，１５，１８，２０，２１）においても、熱処
理後伸線加工を行つて皮膜層を形成した硬質の抗張力が
１００ｋｇ／Ｍ７７ｌ〜２００ｋｇ／Ｍｄのステンレス
鋼線（試料應１１，１６，１７，１９，２２，２３）に
おいてもその効果は同じであることがわかる。すなわち
本発明方法は金網などの抗張力５０ｋｇ／Ｍｌｔ軟質ス
テンレス鋼線からばね材に用いる２５０ｋｇ／Ｍ７ｌＬ
までの高強度ステンレス鋼線まで適用して製品の耐食性
を改善することができる。以上詳しく説明したように本
発明のステンレス鋼材、鋼線は表面に卑金属の皮膜を形
成するもので大きなコストの上昇はなく海岸地、海水中
、工場地帯などあらゆる腐蝕環境の下で板材、パイプ、
ポルト、ナツト、ワツシヤ一などの鋼材、バネ材、メツ
センジヤーワイヤ、金網、鋲螺材、ハンガーなどの鋼線
として長期間安定した耐食性を維持することができる。
第１図は塩水噴霧試験における赤錆発生状況を示すグラ
フである。
フである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ステンレス鋼材表面にステンレス鋼の活性態より卑
なる金属の内、亜鉛、アルミニウムもしくはマグネシウ
ムまたはそれらの合金の皮膜層を形成した耐食性にすぐ
れたステンレス鋼材、鋼線。 ２ 皮膜層が電気メッキ法にて形成された層厚１〜２０
μのメッキ層であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の耐食性にすぐれたステンレス鋼材、鋼線。 ３ 皮膜層が溶融メッキ法にて形成された層厚１〜２０
０μのメッキ層であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の耐食性にすぐれたステンレス鋼材、鋼線。 ４ ステンレス鋼材が引張強さ５０〜２５０ｋｇ／ｍｍ
の軟質または硬質ステンレス鋼線であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の耐食性にすぐれたステン
レス鋼線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9919480A JPS5934237B2 (ja) | 1980-07-19 | 1980-07-19 | 耐食性にすぐれたステンレス鋼材およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9919480A JPS5934237B2 (ja) | 1980-07-19 | 1980-07-19 | 耐食性にすぐれたステンレス鋼材およびその製造法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4279084A Division JPS59229404A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | 耐食性にすぐれたステンレス鋼材，鋼線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5726187A JPS5726187A (en) | 1982-02-12 |
| JPS5934237B2 true JPS5934237B2 (ja) | 1984-08-21 |
Family
ID=14240830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9919480A Expired JPS5934237B2 (ja) | 1980-07-19 | 1980-07-19 | 耐食性にすぐれたステンレス鋼材およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5934237B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4800135A (en) * | 1986-05-20 | 1989-01-24 | Armco Inc. | Hot dip aluminum coated chromium alloy steel |
| US5066549A (en) * | 1986-05-20 | 1991-11-19 | Armco Inc. | Hot dip aluminum coated chromium alloy steel |
| JPH0758441B2 (ja) * | 1986-06-26 | 1995-06-21 | 本田技研工業株式会社 | ロボツトの位置補正方法及び装置 |
| JPH024996A (ja) * | 1988-03-14 | 1990-01-09 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐食性に優れたステンレス鋼 |
| JPH0285384A (ja) * | 1988-09-22 | 1990-03-26 | Nisshin Steel Co Ltd | ステンレス鋼の隙間腐蝕防止方法 |
| JP2505044Y2 (ja) * | 1990-04-20 | 1996-07-24 | いすゞ自動車株式会社 | 三次元方向倣い装置 |
-
1980
- 1980-07-19 JP JP9919480A patent/JPS5934237B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5726187A (en) | 1982-02-12 |
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