JPS5953653A - 溶接部靭性のすぐれた極厚低温用鋼 - Google Patents
溶接部靭性のすぐれた極厚低温用鋼Info
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- JPS5953653A JPS5953653A JP16431582A JP16431582A JPS5953653A JP S5953653 A JPS5953653 A JP S5953653A JP 16431582 A JP16431582 A JP 16431582A JP 16431582 A JP16431582 A JP 16431582A JP S5953653 A JPS5953653 A JP S5953653A
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- Japan
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- steel
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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】
この発明は、溶接部靭性のすぐれた極圧低温用鋼に関し
、とくにこの種鋼材に適用される溶接後のＳＲ処理を経
たときの強度、靭性を有利に確保することについての開
発成果を開示するものである。
、とくにこの種鋼材に適用される溶接後のＳＲ処理を経
たときの強度、靭性を有利に確保することについての開
発成果を開示するものである。
従来、エチレン関連用鋼材としては主にＡＳＴＭ−Ａ２
０３規格の３．５重量％（以下単に％と表示す）Ｎｉ鋼
が用いられてきた。この■種は、近年の装置の大型化に
伴い、板厚３５ｍｍ以上の極厚化が指向されている。
０３規格の３．５重量％（以下単に％と表示す）Ｎｉ鋼
が用いられてきた。この■種は、近年の装置の大型化に
伴い、板厚３５ｍｍ以上の極厚化が指向されている。
したがって溶接後ＳＲ処理が必要となり、ＳＲ後の強度
を確保することが問題となるが、その解決のためＣ量お
よびその他の合金元素をかりに増加したとすると、母材
靭性が溶接部靭性とともに劣化し、エチレン関連用鋼材
のように−１００℃程度の低温にて使用する鋼材では不
適当となる。
を確保することが問題となるが、その解決のためＣ量お
よびその他の合金元素をかりに増加したとすると、母材
靭性が溶接部靭性とともに劣化し、エチレン関連用鋼材
のように−１００℃程度の低温にて使用する鋼材では不
適当となる。
この点特開昭５３−９５１２０号公報にあっては、Ｃ量
を０．０８％以下に限定した上でＭｏを０．０５〜０．
８０％添加することによりＳＲ後の引張強さを母材靭性
の劣化なしに５０Ｋｇｆ／ｎｍ程度に確保できることを
開示しているが、この場合においても溶接部靭性は必ず
しも充分とは云えないことが明らかになったのである。
を０．０８％以下に限定した上でＭｏを０．０５〜０．
８０％添加することによりＳＲ後の引張強さを母材靭性
の劣化なしに５０Ｋｇｆ／ｎｍ程度に確保できることを
開示しているが、この場合においても溶接部靭性は必ず
しも充分とは云えないことが明らかになったのである。
そこで発明者らは上記問題点の解決を目指して検討を進
めたところ、Ｃを０．０３％以下においてＰ量を０．０
０８％以下、Ｓ量を００．００３％以下まで低減するこ
とに加えて、Ｎｂを０．０１〜０．０４％、Ｂ量をＯ．
０００２〜０．００２０％の範囲で添加することにより
、溶接部靭性がＳＲ処理後においても著しく良好になる
ことを究明した。
めたところ、Ｃを０．０３％以下においてＰ量を０．０
０８％以下、Ｓ量を００．００３％以下まで低減するこ
とに加えて、Ｎｂを０．０１〜０．０４％、Ｂ量をＯ．
０００２〜０．００２０％の範囲で添加することにより
、溶接部靭性がＳＲ処理後においても著しく良好になる
ことを究明した。
この発明は上記の知見を基礎にして実験を重ねた結果、
Ｃ：０．００５〜０．０３％を含み、Ｐ：０．００８％
以下、Ｓ：０．００８％以下であって、Ｎｂ：０．０１
〜０．０４％とＢ：０．０００２〜０．００２０％とを
、Ｓｉ：０．１０〜０．３０％、Ｍｎ：０．２０〜０．
７０％、Ｎｉ：２．０〜４．０％、Ａｌ：０．００５〜
０．１０％およびＮ：０．０１％以下において含有する
鋼を基本成分鋼とし、さらにはＭｏ：０．５０％以下ま
たはＣｕ：１．５％以下とＣｒ：２．０％以下との少く
とも１方ないしはＶ：０．１５％以下の何れかを単独も
しくは複合含有させる成分調整によりはじめにのべたエ
チレン関連用鋼材の如き使途における在来技術上の課題
を有利に解決する手段を与えるものである。
Ｃ：０．００５〜０．０３％を含み、Ｐ：０．００８％
以下、Ｓ：０．００８％以下であって、Ｎｂ：０．０１
〜０．０４％とＢ：０．０００２〜０．００２０％とを
、Ｓｉ：０．１０〜０．３０％、Ｍｎ：０．２０〜０．
７０％、Ｎｉ：２．０〜４．０％、Ａｌ：０．００５〜
０．１０％およびＮ：０．０１％以下において含有する
鋼を基本成分鋼とし、さらにはＭｏ：０．５０％以下ま
たはＣｕ：１．５％以下とＣｒ：２．０％以下との少く
とも１方ないしはＶ：０．１５％以下の何れかを単独も
しくは複合含有させる成分調整によりはじめにのべたエ
チレン関連用鋼材の如き使途における在来技術上の課題
を有利に解決する手段を与えるものである。
まずこの発明を構成する鋼の成分について説明する。
Ｃ：０．００５〜０．０３％
Ｃの成分範囲は、この発明の第１の特徴であり、溶接部
靭性は、Ｃ量を０．０３％以下に低減すると著しく改善
されるところ０．００５％未満であると結晶粒が粗大化
し、靭性は損われることになるので０．００５〜０．０
３％の範囲にするを要する。
靭性は、Ｃ量を０．０３％以下に低減すると著しく改善
されるところ０．００５％未満であると結晶粒が粗大化
し、靭性は損われることになるので０．００５〜０．０
３％の範囲にするを要する。
Ｐ≦０．００８％、Ｓ≦０．００３％
Ｐ量．Ｓ量はこの発明の第２の特徴であり、それぞれ０
．００８％以下、０．００３％以下のように著しく低下
させると、ＳＲ後の母材、溶接部靭性を著しく向上させ
るのに役立つことが実験で明らかになった。
．００８％以下、０．００３％以下のように著しく低下
させると、ＳＲ後の母材、溶接部靭性を著しく向上させ
るのに役立つことが実験で明らかになった。
Ｎｂ：０．０１ 〜０．０４％
Ｎｂもこの発明の特徴であり、とくに結晶粒微細化作用
をあらわす０．０１％以上で母材の強度、靭性および溶
接部靭性が上記した０．０３％以下の極低Ｃ域において
有効に改善され、極低Ｃ化による強度低下を母材、溶接
部靭性を損うことなく補うのに役立つが０．０４％をこ
えるような多量添加によっても漸進的効果しか認められ
ないので０．０１〜０．０４％に限定する。
をあらわす０．０１％以上で母材の強度、靭性および溶
接部靭性が上記した０．０３％以下の極低Ｃ域において
有効に改善され、極低Ｃ化による強度低下を母材、溶接
部靭性を損うことなく補うのに役立つが０．０４％をこ
えるような多量添加によっても漸進的効果しか認められ
ないので０．０１〜０．０４％に限定する。
Ｂ：０．０００２〜０．００２０％
Ｂもまたこの発明の特徴であって、やはりＣ量を０．０
３％以下、とくに０．００５％程度にまで著しく低域し
たときに溶接部の組織が粗大化しベイナイトとなること
により靭性が損われるような悪影響をＢ添加により補う
作用を生じ、極低Ｃ域で顕著に靭性を改善するのに役立
つ。その寄与は０．０００２％以上で介挿されるが、０
．００２０％をこえると靭性はむしろ劣化するようにな
るので、０．０００２〜０．００２０％の範囲に限定さ
れる。
３％以下、とくに０．００５％程度にまで著しく低域し
たときに溶接部の組織が粗大化しベイナイトとなること
により靭性が損われるような悪影響をＢ添加により補う
作用を生じ、極低Ｃ域で顕著に靭性を改善するのに役立
つ。その寄与は０．０００２％以上で介挿されるが、０
．００２０％をこえると靭性はむしろ劣化するようにな
るので、０．０００２〜０．００２０％の範囲に限定さ
れる。
Ｓｉ：０．１０〜０．３０％
Ｓｉは鋼精錬時の脱酸上不可欠な元素であり、また安価
な鋼強化元素でもあって、ここに０．１％以上を必要と
するが、０．３０％を超えると鋼の清浄℃を劣化させ溶
接性や靭性の低下をもたらすようになるから、Ｓｉの添
加範囲を０．１０〜０．３０％にするを要する。
な鋼強化元素でもあって、ここに０．１％以上を必要と
するが、０．３０％を超えると鋼の清浄℃を劣化させ溶
接性や靭性の低下をもたらすようになるから、Ｓｉの添
加範囲を０．１０〜０．３０％にするを要する。
Ｍｎ：０．２０〜０．７０％
Ｍｎは、靭性を低下させることなく強度を高めるのに役
立つ元素であって、０．２０％以上の添加が必要である
ところ、０．７０％をこえると溶接性が損われるように
なり、従ってＭｎの添加範囲を０．２０〜０．７０％の
範囲とした。
立つ元素であって、０．２０％以上の添加が必要である
ところ、０．７０％をこえると溶接性が損われるように
なり、従ってＭｎの添加範囲を０．２０〜０．７０％の
範囲とした。
Ｎｉ：２．０〜４．０％
Ｎｉはマトリックスの高強度と高靭性を得るのに極めて
効果的であり、エチレン関連用鋼材として−１００℃程
度の低湿における使途での上記要請をみたすためには２
．０％以上の添加が必要であるが、４％をこえる過量の
添加は不要であるので２．０〜４・０％の範囲とした。
効果的であり、エチレン関連用鋼材として−１００℃程
度の低湿における使途での上記要請をみたすためには２
．０％以上の添加が必要であるが、４％をこえる過量の
添加は不要であるので２．０〜４・０％の範囲とした。
Ａｌ：０．００５〜０．１０％
Ａｌは溶鋼の脱酸および結晶粒の微細化のために０．０
０５％以上の添加が必要であり、一方０．１０％を超え
ると溶接熱影響部の靭性を低下させることによるので０
．００５〜０．１０％の範囲とした。
０５％以上の添加が必要であり、一方０．１０％を超え
ると溶接熱影響部の靭性を低下させることによるので０
．００５〜０．１０％の範囲とした。
Ｎ≦０．０１％
Ｎは、０．０１％を超えると、溶接部靭性劣化の原因に
なるので、添加量は０．０ｉ％以下に制限される。
なるので、添加量は０．０ｉ％以下に制限される。
以上述べた基本成分の他には、ＭｏとＣｕ．Ｃｒならび
にＶが強度上の必要に応じて選択的に活用され、ここに
Ｍｏは０．５０％以下、またＣｕは１．５％以下、Ｃｒ
２．０％以下、そしてＶは０．１５％以下が有効である
。
にＶが強度上の必要に応じて選択的に活用され、ここに
Ｍｏは０．５０％以下、またＣｕは１．５％以下、Ｃｒ
２．０％以下、そしてＶは０．１５％以下が有効である
。
Ｍｏについては、母材さらに溶接部の靭性を損うことな
く母材を高強度化する元素としてとくに好ましくは０．
０５％以上を有利とするが、０．５０％をこえる程に過
量になると却って溶接性を損うので０．５０％を限度に
しなければならない。
く母材を高強度化する元素としてとくに好ましくは０．
０５％以上を有利とするが、０．５０％をこえる程に過
量になると却って溶接性を損うので０．５０％を限度に
しなければならない。
Ｃｕ，Ｃｒは何れも焼入性を高めろことにより強度を上
昇させるのに役立つ同効成分であり、何れも０．１％以
上の添加が好ましいところ、Ｃｕは１．５％またＣｒは
２．０％をこえると、靭性が急激に劣化するようになり
、従って、Ｃｕは１．５％以下、Ｃｒは２．０％以下で
有効である。
昇させるのに役立つ同効成分であり、何れも０．１％以
上の添加が好ましいところ、Ｃｕは１．５％またＣｒは
２．０％をこえると、靭性が急激に劣化するようになり
、従って、Ｃｕは１．５％以下、Ｃｒは２．０％以下で
有効である。
Ｖは、析出物の形成により強度を上昇させ、そのために
好ましくは０．０２％以上を要するが、０．１５％をこ
えると却って靭性が急激に劣化するのでＶは０．１５％
以下に限定される。
好ましくは０．０２％以上を要するが、０．１５％をこ
えると却って靭性が急激に劣化するのでＶは０．１５％
以下に限定される。
さて表１に示す（Ａ）〜（Ｎ）鋼を用い、母材強度、靭
性および溶接部靭性に及ぼす化学成分の影響を調べ成績
を表１に併記した。
性および溶接部靭性に及ぼす化学成分の影響を調べ成績
を表１に併記した。
同表に掲げた母材強度は、インストロン引張試験による
降伏点（Ｙ．Ｐ．）および引張り強さ（Ｔ．Ｓ．）で評
価し、母材靭性はシヤルピー衝撃試験による−１１０℃
で吸収エネルギー（ＶＥ−１００）で評価した。
降伏点（Ｙ．Ｐ．）および引張り強さ（Ｔ．Ｓ．）で評
価し、母材靭性はシヤルピー衝撃試験による−１１０℃
で吸収エネルギー（ＶＥ−１００）で評価した。
なお各供試鋼は１００ｍｍの鋼板で、８８０℃×８０ｍ
ｉｎの条件で焼ならし処理を施してある。さらに引続い
て、５９０℃×１２ｈ炉冷のＳＲ処理を行ない、母材の
強度、靭性を調ベた。
ｉｎの条件で焼ならし処理を施してある。さらに引続い
て、５９０℃×１２ｈ炉冷のＳＲ処理を行ない、母材の
強度、靭性を調ベた。
つぎに１６ｍｍまで圧延し焼ならし処理した母材につき
、第１図に示す継手形状にて入熱量１２．９ＫＪ／ｃｍ
の条件で溶接を行った。なお、溶接金属には０．０４％
Ｃ−０．１０％Ｓｉ−０．５０％Ｍｎ−１１．０％Ｎｉ
−０．００２％Ｓ−０．００１％Ｐの組成のものを用い
、ＭＩＧ溶接により継手を製作した。
、第１図に示す継手形状にて入熱量１２．９ＫＪ／ｃｍ
の条件で溶接を行った。なお、溶接金属には０．０４％
Ｃ−０．１０％Ｓｉ−０．５０％Ｍｎ−１１．０％Ｎｉ
−０．００２％Ｓ−０．００１％Ｐの組成のものを用い
、ＭＩＧ溶接により継手を製作した。
図に仮想線で示した採取位置からシャルピー試験片を切
り出し、これについて−１１０℃における溶接ボンド部
の靭性をシャルピー試験により評価した。
り出し、これについて−１１０℃における溶接ボンド部
の靭性をシャルピー試験により評価した。
図中１．１′は母材、２は溶接金属、３はシャルピー試
験片である。
験片である。
以上の結果も表１にあわせ示すが、Ｃ量を０．０３％以
下、Ｐを０．００８％以下、Ｓを０．００３％以下まで
低減し、かつ適量のＮｂ、Ｂを添加し、あるいはさらに
Ｖ、ＭｏやＣｒ、Ｃｕのうち１種または２種以上添加す
ることで、ＳＲ処理後に母材強度４９Ｋｇｆ／ｎｍ２以
上が確保できると同時に溶接部靭性を著しく向上させる
ことが可能であることがわかる。
下、Ｐを０．００８％以下、Ｓを０．００３％以下まで
低減し、かつ適量のＮｂ、Ｂを添加し、あるいはさらに
Ｖ、ＭｏやＣｒ、Ｃｕのうち１種または２種以上添加す
ることで、ＳＲ処理後に母材強度４９Ｋｇｆ／ｎｍ２以
上が確保できると同時に溶接部靭性を著しく向上させる
ことが可能であることがわかる。
以上のべたところから明らかなようにこの発明は低温（
−８０℃以下）で使用され、高い強度が必要な鋼材に適
用して好結果を得ることができる。
−８０℃以下）で使用され、高い強度が必要な鋼材に適
用して好結果を得ることができる。
第１図は、溶接部靭性を評価するための、シャルピー試
験片採取位置を示す溶接継手の断面図である。
験片採取位置を示す溶接継手の断面図である。
Claims (8)
- １．Ｃ：０．００５〜０．０８重量％を含み、Ｐ：０．
００８重量％以下、Ｓ：０．００３重量％以下であって
、Ｎｂ：０．０１〜０．０４重量％とＢ：０．０００２
〜０．００２０重量％とを、Ｓｉ：０．１０〜０．３０
重量％、Ｍｎ：０．２０〜０．７０重量％、Ｎｉ：２．
０〜４．０重量％、Ａｌ：０．００５〜０．１０重量％
およびＮ：０．０１重量％以下において含有し、残部実
質的に鉄よりなる溶接部靭性のすぐれた極厚低温用鋼。 - ２．Ｃ：０．００５〜０．０８重量％を含み、Ｐ：０．
００８重量％以下、Ｓ：０．００３重量％以下であって
、Ｎｂ：０．０１〜０．０４重量％とＢ：０．０００２
〜Ｏ．００２０重量％とを、Ｓｉ：０．１０〜０．３０
重量％、Ｍｎ：０．２０〜０．７０重量％、Ｎｉ：２．
０〜４．０重量％、Ａｌ：０．００５〜０．１０重量％
およびＮ：０．０１重量％以下において含有し、さらに
Ｍｏ：０．５０重量％以下を含んで残部実質的に鉄より
なる溶接部靭性のすぐれた極厚低温用鋼。 - ３．Ｃ：０．００５〜０．０３重量％を含み、Ｐ：０．
００８重量％以下、Ｓ：０．００３重量％以下であって
、Ｎｂ：０．０１〜０．０４重量％とＢ：０．０００２
〜０．００２０重量％とを、Ｓｉ：０．１０〜０．３０
重量％、Ｍｎ：０．２０〜０．７０重量％、Ｎｉ：２．
０〜４．０重量％、Ａｌ：０．００５〜０．１０重量％
およびＮ：０．０１重量％以下において含有し、さらに
Ｃｕ：１．５重量％以下、Ｃｒ：２．０重量％以下のう
ち少くとも１方を含んで残部実質的に鉄よりなる溶接部
靭性のすぐれた極厚低温用鋼。 - ４．Ｃ：０．０Ｏ５〜０．０３重量％を含み、Ｐ：０．
００８重量％以下、Ｓ：０．００３重量％以下であって
、Ｎｂ：０．０１〜０．０４重量％とＢ：０．０００２
〜０．００２０重量％とを、Ｓｉ：０．１０〜０．８０
重量％、Ｍｎ：０．２０〜０．７０重量％、Ｎｉ：２．
０〜４．０重量％、Ａｌ：０．００５〜０．１０重量％
およびＮ：０．０１重量％以下において含有し、さらに
Ｖ：０．１５重量％以下を含んで残部実質的に鉄よりな
る溶接部靭性のすぐれた極圧低温用鋼。 - ５．Ｃ：０．００５〜０．０３重量％を含み、Ｐ：０．
００３重量％以下、Ｓ：０．００３重量％以下であって
、Ｎｂ：０．０１〜０．０４重量％とＢ：０．０００２
〜０．００２０重量％とを、Ｓｉ：０．１０〜０．３０
重量％、Ｍｎ：０．３０〜０．７０重量％、Ｎｉ：２．
０〜４．０重量％、Ａｌ：０．００５〜０．１０重量％
およびＮ：０．０１重量％以Ｆにおいて含有し、さらに
Ｍｏ：０．５０重量％以下、ならびにＣｕ：１．５重量
％以下とＣｒ：２．０重量％以下とのうち少くとも一方
を含んで残部実質的に鉄よりなる溶接部靭性のすぐれた
極厚低温用鋼。 - ６．Ｃ：０．００５〜０．０３重量％を含み、Ｐ：０．
００８重量％以下、Ｓ：０．００３重量％以下であって
、Ｎｂ：０．０１〜０．０４重量％とＢ：０．０００２
〜０．００２０重量％とを、Ｓｉ：０．１０〜０．３０
重量％、Ｍｎ：０．２０〜０．７０重量％、Ｎｉ：２．
０〜４．０重量％、Ａｌ：０．００５〜０．１０重量％
およびＮ：０．０１重量％以下において含有し、さらに
Ｍｏ：０．５０重量％以下およびＶ：０．１５重量％以
下を含んで残部実質的に鉄よりなる溶接部靭性のすぐれ
た極厚低温用鋼。 - ７．Ｃ：００５〜０．０３重量％を含み、Ｐ：０．００
３重量％以下、Ｓ：０．００３重量％以下であつて、Ｎ
ｂ：０．０１〜０．０４重量％とＢ：０．０００２〜０
．００２０重量％とを、Ｓｉ：０．１０〜０３０重量％
、Ｍｎ：０．２０〜０．７０重量％、Ｎｉ：２．０〜４
．０重量％、Ａｌ：０．００５〜０．１０重量％および
Ｎ：０．０１重量％以下において含有し、さらにＣｕ：
１．５重量％以下、Ｃｒ：２．０重量％以下のうち少く
とも１方とともにＶ：０．１５重量％以下を含んで残部
実質的に鉄よりなる溶接部靭性のすぐれた極圧低温用鋼
。 - ８．Ｃ：０．００５〜０．０３重量％を含み、Ｐ：０．
００８重量％以下、Ｓ：０．００３重量％以下であって
、Ｎｂ：０．０１〜０．０４重量％とＢ：０．０００２
〜０．０００２０重量％とを、Ｓｉ：０．１０〜０．３
０重量％、Ｍｎ：０．２０〜０．７０重量％、Ｎｉ：２
．０〜４．０重量％、Ａｌ：０．００５〜０．１０重量
％およびＮ：０．０１重量％以下において含有し、さら
にＭｏ：０．５０重量％以下、Ｖ：０．１５重量％以下
ならびにＣｕ：１．５重量％以下、Ｃｒ：２．０重量％
以下のうち少くとも１方を含んで残部実質的に鉄よりな
る溶接部靭性のすぐれた極圧低温用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16431582A JPS5953653A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 溶接部靭性のすぐれた極厚低温用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16431582A JPS5953653A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 溶接部靭性のすぐれた極厚低温用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5953653A true JPS5953653A (ja) | 1984-03-28 |
| JPS6261663B2 JPS6261663B2 (ja) | 1987-12-22 |
Family
ID=15790807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16431582A Granted JPS5953653A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 溶接部靭性のすぐれた極厚低温用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5953653A (ja) |
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| JPS61117245A (ja) * | 1984-11-12 | 1986-06-04 | Nippon Steel Corp | 溶接用低温強靭鋼 |
| JP2012046808A (ja) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | Jfe Steel Corp | 溶接部の低温靭性に優れる厚肉高張力鋼板およびその製造方法 |
| JP2017160512A (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | 新日鐵住金株式会社 | 引張強度および靭性に優れた低温用ニッケル含有鋼板およびその製造方法 |
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- 1982-09-21 JP JP16431582A patent/JPS5953653A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6261663B2 (ja) | 1987-12-22 |
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