金属材料学复习题
金属材料学复习来自08师兄
沸腾钢在数字后面标“F”（08F、10F、15F），半镇静钢 标“b”，镇静钢一般不标符号。
高级优质碳素结构钢在牌号后加符号“A”，特级碳素结 构钢加符号“E”。 专用优质碳素结构钢还要在牌号的头部（或尾部）加上 代表产品用途的符号.如45钢，20g，45Mn，15F。
Chapter 1 钢铁中的合金元素
1.1 碳钢概论 一、碳钢中的常存杂质
S、P、Si、Mn、N、H、O。 S、P对钢性能的影响：
S：和Fe能形成FeS，并易与γ-Fe形成低熔点(989℃)共晶。 当钢凝固结晶时低熔共晶易于沿晶界分布；钢件在大于 1000℃的热加工温度时低熔共晶会熔化，所以易产生热脆；
（3）碳素工具钢：
一般用标志性符号“T” 加上碳的质量分数的千倍表示。 高级优质碳素工具钢在其数字后面再加上“A”字。含 锰碳素工具钢中锰的质量分数可扩大到0.6%，这时，在 牌号的尾部标以Mn。如T8A，T8MnA。 （4）一般工程用铸造碳素钢
用标志性符号“ZG”加上最低屈服点值-最低抗拉强度 值表示。如ZG340-640。
第四阶段：奥氏体成分的均匀化。 Fe3C全部溶解完毕时，A的成分是不均匀的，只有延 长保温时间，通过碳原子的扩散才能获得均匀化的A。
合金元素对A形成的影响 ➢Me加入后改变了临界点温度、S点位置和C在A中的溶 解度，使A形成的温度条件和C浓度条件发生了变化；
➢A的形成是一个扩散过程，Me原子不仅本身扩散困难， 还将影响Fe和C原子的扩散，从而影响A化过程。
A形成过程：A的形核，A的长大，Fe3C的溶解，A成分均 匀化。 第一阶段：奥氏体晶核的形成
高中化学必修一第三章《铁金属材料》复习题(3)
一、选择题1．铝具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为A ．与氧气在加热时才反应B ．铝性质不活泼，不与任何物质反应C ．铝表面能形成一层氧化膜，氧化膜对其起保护作用D ．铝和酸不反应2．在给定条件下，下列选项所示物质间转化均能实现的是A ．Al NaOH 溶液−−−−−−→H 2B ．CuO 2H O −−−→Cu(OH)2C ．Cl 2−−−−−→Fe 点燃FeCl 2 D ．NaCl 溶液电解−−−−→单质Na3．下列叙述不正确的是 A ．NaHCO 3、Fe(OH)3、FeCl 2 均可通过化合反应生成B ．电解、电离、电镀均需要通电才可进行C ．CO 2、N 2O 5、SO 2 均为酸性氧化物D ．从铝土矿中获得氧化铝，电解熔融的氧化铝得到铝4．下列离子方程式书写正确的是A ．氯气溶于水生成具有漂白性的物质：Cl 2＋H 2O=HClO ＋Cl －＋H ＋B ．向沸水中滴入饱和FeCl 3溶液，继续煮沸至溶液显红褐色：Fe 3＋＋3H 2O=Fe(OH)3↓＋3H ＋C ．用KSCN 溶液检测FeCl 3溶液中的Fe 3＋：Fe 3＋＋3SCN －=Fe(SCN)3↓D ．向FeCl 3溶液中滴加氨水出现红褐色沉淀：Fe 3＋＋3OH －=Fe(OH)3↓5．将一定物质的量的Na 2CO 3、NaHCO 3组成的混合物溶于水，配成1L 溶液，取出50mL 溶液然后滴加一定物质的量浓度的盐酸得到的图像如图所示，下列说法正确的是A ．标注NaCl 的直线代表产生的CO 2的物质的量B ．原混合物中Na 2CO 3与NaHCO 3的物质的量之比为1：2C ．盐酸的浓度是0.05mol ·L -1D ．盐酸加到150mL 时，放出CO 2气体2.24L(标准状况下)6．将0.01molNaOH 和1.06gNa 2CO 3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol ·L -1稀盐酸。
金属材料学期末复习题
1、材料选用的基本原则有哪些？
①材料的使用性能要求②材料的公共性能③经济性④其他因素：考虑外形和尺寸特点、合金化基本原则、多元适量复合加入。
2、提高钢耐腐蚀性能的途径有哪些？
①使钢的表面形成稳定的保护膜，合金元素Cr、Al、Si是比较有效的
8、合金工具钢中，合金元素的主要作用是（ 提高淬透性 ）、（ 细化碳化物 ）、（ 提高钢的强韧性 ）。
9、第一类回火脆性温度范围（200~350℃），第二类回火脆性温度范围（450~650℃）。
10、耐热钢中常用的合金元素中，（Mo ）、（W）是提高耐热钢热强性的重要元素。
11、现在一般提倡高速钢中不加或少加（钴）、锰）、（硅）是低合金高强度钢中最常用且较经济的元素。
第二类回火脆性产生的原因：钢在450~650℃回火时，杂质元素Sb、S、As偏聚与晶界，或N、P、O等杂志元素偏聚于晶界，形成网状或片状化合物，降低了晶界强度。
防止措施：①降低钢中的杂质元素②加入能细化A晶粒的元素③加入适量的Mo、W元素④避免在第二类回火脆性温度回火。
3.合金元素提高钢的韧度主要有哪些途径？
⑶这类钢常用于承受大冲击载荷、强烈磨损的工况下工作的工件。
课后作业题
1.为什么说钢中的S、P杂志元素在一般的情况下总是有害的？
2.合金元素对Fe-Fe3C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？
凡是扩大r相区的元素均使S、E点向左下方移动。如Mn、Ni等；凡是封闭r相区的元素均使S、E点向左上方移动。如Cr、Si、Mo等；S点左移意味着共析碳量减小，E点左移意味着莱氏体的含碳量减小。
1细化奥氏体晶粒②提高钢的回火稳定性③改善基体韧度④细化碳化物⑤降低或消除钢的回火脆性⑥在保证强度水平下适当降低碳含量⑦提高冶金质量⑧通过合金化形成一定量残余奥氏体，利用稳定的残余奥氏体来提高材料韧度。
金属学及材料科学基础总结题
总结题2一、判断：（对的打√，错的打×）一、钢淬火时的冷却速度越快，马氏体的硬度越高。
( x )2、当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由铁素体和奥氏体构成的两相组织，在平衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。
（）3、20钢比T12钢的碳含量要高。
（ X ）4、正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理工艺。
（）5、65Mn是合金调质结构钢。
弹簧钢（ X ）6、回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的性能。
（）7、T10A和60号钢均属于高碳钢。
（ X ）8、室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越好。
（）9、一般来说，钢的强度高于铸铁的强度。
（）10、65Mn的淬透性比65号钢的淬透性差。
（）11、从C曲线中分析可知，共析钢的过冷奥氏体在A1-550℃的范围内发生贝氏体转变。
（）12、所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。
（）13、过冷奥氏体转变为马氏体是一种扩散型转变。
（）14、60钢比T12钢的碳含量要高。
（）15、马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，当奥氏体向马氏体转变时，体积要收缩。
（）16、当亚共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。
（）17、贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物，在转变过程中，碳原子能进行扩散，而铁原子不能进行扩散。
（）1八、不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。
（）19、高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。
（）20、经退火后再高温回火的钢，能得到回火马氏体组织，具有良好的综合机械性能。
（）21、热加工是指在室温以上的塑性变形加工。
（）22、在正常加热淬火条件下，亚共析钢的淬透性随碳的增高而增大，过共析钢的淬透性随碳的增高而减小。
（）二、填空题：请把答案填在题中横线上。
1、钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越向（填“左或右”）。
2.、HT200牌号中“HT”表示，数字”200”表示。
金属材料学(复习题及答案)
金属材料学复习题及答案〔1-32 题〕1. 解释以下名词合金元素:特别添加到金属中为了保证获得所要求的组织构造、物理、化学和机械性能的化学元素。
合金钢：为了增加某些性能而添加合金元素的钢马氏体：碳溶于α-Fe 的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无集中型相变转变成的亚稳定相奥氏体：碳溶于 -Fe 中形成的固溶体淬透性：钢在淬火时能获得马氏体的力量，是钢本身固有的一个属性淬硬性：在抱负淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够到达的最高硬度淬火临界冷却速度：为了获得马氏体所需的最低的冷却速度二次硬化 ：某些铁碳合金〔如高速钢〕须经屡次回火后，才进一步提高其硬度。
这种 硬化现象，称为二次硬化，它是由于特别碳化物析出和〔或〕由于与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致不锈钢 ：在空气、水、盐、酸、碱等腐蚀介质中具有高的化学稳定性的钢耐热钢：通常将在高温条件下工作的钢称耐热钢2. 合金元素在钢中以什么形式存在?对钢的性能有哪些影响?答：存在形式：溶于固溶体、形成碳化物和氮化物、存在于金属化合物、各类夹杂物、自由态固溶体：随溶质元素含量的增多，产生固溶强化作用3. 指出Fe-C 相图中Ac1、Ac3、ACcm 、Ar1、Ar3、Arcm 各相变点的意义。
答：Ac1：加热时，P 向A 转变的开头温度；Ac3：加热时，先共析F 全部转为A 的终了温度ACcm ：加热时，Fe 3C Ⅱ全部融入A 的终了温度Ar1：冷却时，A 向P 转变的开头温度Ar3：冷却时，A 开头析出先共析F 的温度Arcm ：冷却时，A 开头析出Fe 3C Ⅱ的温度5. 指出以下铁碳合金工件的淬火及回火温度，并说明回火后得到的组织和大致硬度。
〔1〕wc=0.45%钢制小轴〔要求综合力学性能好〕；〔2〕wc=0.60%钢制弹簧；〔3〕wc=1.2% 钢制锉刀。
答：(1). 45 钢小轴,840 度淬火，回火温度调质 500-600，布氏 250 左右，回火索氏体(2)60 弹簧钢，820 度淬火，回火温度 380-420，硬度 40-45HRC ，回火托氏体(3)T12 钢锉刀 ，780-800 度淬火，回火温度 160-180，硬度 60-60HRC ，回火马氏体 6. 现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个，为了使齿面具有高硬度和高耐磨性，应进展何种热处理？ 并比较经热处理后组织和性能上有何不同？答：低碳钢进展的热处理工艺：渗碳直接淬火+低温回火 外表组织为：回火M+碳化物中碳钢进展的热处理工艺：调质处理+外表淬火+低温回火组织为：回火M7.试说明外表淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差异。
金属材料学(复习题及答案)
金属材料学复习题及答案（1-32题）1.解释下列名词合金元素:特别添加到金属中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。
合金钢：为了增加某些性能而添加合金元素的钢马氏体：碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相奥氏体：碳溶于ɣ-Fe中形成的固溶体淬透性：钢在淬火时能获得马氏体的能力，是钢本身固有的一个属性淬硬性：在理想淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够达到的最高硬度淬火临界冷却速度：为了获得马氏体所需的最低的冷却速度二次硬化：某些铁碳合金（如高速钢）须经多次回火后，才进一步提高其硬度。
这种硬化现象，称为二次硬化，它是由于特殊碳化物析出和（或）由于与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致不锈钢：在空气、水、盐、酸、碱等腐蚀介质中具有高的化学稳定性的钢耐热钢：通常将在高温条件下工作的钢称耐热钢2.合金元素在钢中以什么形式存在?对钢的性能有哪些影响?答：存在形式：溶于固溶体、形成碳化物和氮化物、存在于金属化合物、各类夹杂物、自由态固溶体：随溶质元素含量的增多，产生固溶强化作用3.指出Fe-C相图中Ac1、Ac3、ACcm、Ar1、Ar3、Arcm各相变点的意义。
答：Ac1：加热时，P向A转变的开始温度；Ac3：加热时，先共析F全部转为A的终了温度ACcm：加热时，Fe3CⅡ全部融入A的终了温度Ar1：冷却时，A向P转变的开始温度Ar3：冷却时，A开始析出先共析F的温度Arcm：冷却时，A开始析出Fe3CⅡ的温度5.指出下列铁碳合金工件的淬火及回火温度，并说明回火后得到的组织和大致硬度。
（1）wc=0.45%钢制小轴（要求综合力学性能好）；（2）wc=0.60%钢制弹簧；（3）wc=1.2%钢制锉刀。
答：(1).45钢小轴,840度淬火，回火温度调质 500-600，布氏250左右，回火索氏体(2)60弹簧钢，820度淬火，回火温度380-420，硬度40-45HRC，回火托氏体(3)T12钢锉刀，780-800度淬火，回火温度160-180，硬度60-60HRC，回火马氏体6.现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个，为了使齿面具有高硬度和高耐磨性，应进行何种热处理？并比较经热处理后组织和性能上有何不同？答：低碳钢进行的热处理工艺：渗碳直接淬火+低温回火表面组织为：回火M+碳化物中碳钢进行的热处理工艺：调质处理+表面淬火+低温回火组织为：回火M7.试说明表面淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差别。
金属材料学复习题整理(戴起勋)
1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用比较缓和的方式冷却。
2、滚动轴承钢GCr15的Cr质量分数含量为 1.5%。
滚动轴承钢中碳化物不均匀性主要是指碳化物液析、带状碳化物、网状碳化物。
4、凡是扩大γ区的元素均使Fe-C相图中S、E点向左下方移动，例Ni、Mn等元素；凡封闭γ区的元素使S、E点向左上方移动，例Cr、Si、Mo等元素。
S点左移意味着共析碳含量减少，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。
7、在非调质钢中常用微合金化元素有 Ti、V、Nb、N等，这些元素的主要作用是细化组织和相间沉淀析出强化。
8、球铁的力学性能高于灰铁是因为球铁中石墨的断面切割效应、石墨应力集中效应要比灰铁小得多。
1、钢的合金化基本原则是多元适量、复合加入。
在钢中细化晶粒作用较大的合金元素有 Ti、V、Nb等，细化晶粒对钢性能的作用是既强化又韧化。
2、在钢中，常见碳化物形成元素有Ti、Nb、V、Mo、W、Cr、（按强弱顺序排列，列举5个以上）。
钢中二元碳化物分为两类：r c/r M≤ 0.59为简单点阵结构，有MC和M2C 型；r c/r M > 0.59为复杂点阵结构，有M23C6、M7C3和 M3C 型。
3、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等。
汽车变速箱齿轮常用20CrMnTi钢制造，经渗碳和淬回火热处理。
4、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9晶界腐蚀倾向比较大，产生晶界腐蚀的主要原因是晶界析出Cr23C6，导致晶界区贫Cr ，为防止或减轻晶界腐蚀，在合金化方面主要措施有降低碳量、加入Ti、V、Nb强碳化物元素。
5、影响铸铁石墨化的主要因素有碳当量、冷却速度。
球墨铸铁在浇注时要经过孕育处理和球化处理。
6、铁基固溶体的形成有一定规律，影响组元在置换固溶体中溶解情况的因素有：溶剂与溶质原子的点阵结构、原子尺寸因素、电子结构。
7、对耐热钢最基本的性能要求是良好的高温强度和塑性、良好的化学稳定性。
【化学】化学《金属和金属材料》练习题及答案
C、由金属X能与硝酸银反应置换出银，说明X的活动性比银，选项C正确；
D、反应中有单质x参加反应，又有单质Ag生成，化合价发生变化的元素是Ag和X，选项D正确。
点睛：在金属活动性顺序中，位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来，据此判断能否发生反应，进而可确定三种金属活动性由强到弱的顺序。
10．根据下面实验装置图，以下说法中正确的是( )
A．a处固体由黑色逐渐变为红棕色
B．该实验可验证CO的氧化性
C．实验结束后应先停止加热，待玻璃管冷却后再停止通CO
D.在整个实验操作中，c处的尾气应处理后再排放到空气中，否则易导致污染空气，选项D不正确。故选C。
11．现有等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2价）。则下列说法中错误的是（ ）
A．金属活动性：乙＞甲＞丙B．生成氢气的质量：甲＞乙＞丙
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】
A、铜锌合金中只有锌能够和稀硫酸反应产生氢气，因此随着反应的进行固体逐渐减少，到锌反应完了，剩余的铜，质量保持不变，故坐标符合；
B、铜锌合金中只有锌能够和稀硫酸反应产生氢气，起点应该是0，故坐标错误；
A．滤液中最多含有两种溶质
B．滤液中一定含有Zn（NO3）2，可能含有Fe（NO3）2
C．滤渣里一定含有Fe和Ag，可能含有Zn
D．若反应后所得滤液呈无色，则滤渣中一定含有Fe和Ag，一定没有Zn
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09级金属材料学复习题材料分析
名词解释
1．淬透性：指以规定条件下刚式样淬透层升读呵硬度分布来表征的材料的特征，主要取决于钢的临界淬火冷速大小。
2．淬硬性：材料在理想条件下进行淬火后所能达到的最高硬度的能力。
主要取决于淬火加热时固溶与A中的含碳量，碳含量越高，则钢的淬硬性越高
3．回火脆性：淬火钢在某温度区间回火或从回火温度缓慢冷却通过该温度区间冲击韧性降低的脆化现象。
4．“C”曲线：过冷奥氏体等温转变曲线，综合反映过冷奥氏体在不同过冷度下等温转变过程，由转变开始曲线、转变终了曲线及马氏体转变温度线构成。
5．调质处理：淬火+高温回火（500到650度），得到强度、塑性和韧性都较好的回火索氏体。
6．时效处理：又称沉淀强化，通过室温放置或热处理工艺使过冷A发生相间沉淀和F中析出弥散的碳化物和氮化物，产生沉淀强化效应
7.弥散强化：合金冶炼过程加入高熔点，高硬度合金相，弥散分布，钉扎晶界阻碍位
错运动引起合金强化效应。
高锰钢（ZGMn13）
成分设计
室温铸态下为奥氏体加碳化物，当受到强烈冲击时能发生形变诱发马氏体相变形成马氏体，
强烈地加工硬化使材料表面为马氏体，具有较高的耐磨性能，而里面仍为奥氏体，具有较
高的韧性，可承受较大的冲击（不适用于纯摩擦）。
故要求主添加元素具有以下特征：
1.获得单一奥氏体，需扩大奥氏体相区
2.大量使用，故加入的元素必须廉价
3.室温为奥氏体，故Ms降低在室温以下
4.使用时能发生形变诱导马氏体相变，故Md控制在室温附近
5.为提高耐磨性能，必须能形成碳化物
以上的特征也正是Mn所以到的作用。
故高锰钢一般都是高Mn（10%到14%）高C（0.9%到1.4%）。
另外，高锰钢中加入2~4%的铬或适量的Mo和V能形成细小的碳化物，提高冲击韧性屈服强度和抗磨性。
（加稀土金属可以近一步提高金属液的流动性，增加钢液填充铸型的能力，减小热裂倾向，显著细化奥氏体晶粒，延缓在铸后冷却时在晶界析出碳化物，稀土金属还能显著提高高锰钢的冷作硬化效应及韧性，提高使用寿命。
）
热处理
水韧处理 1050到1100度水冷得到单一奥氏体
（细化晶粒的处理：610到650度保温12h，奥氏体共析分解，再加热到1050度水韧处理）
缺陷及防止
1.由于冷却速度必须快，故不能应用于厚大部件
2.非奥氏体组织对受冲击性能有降低
3.650到800度缓冷会导致Mn3C析出，材料“敏化”，即脆化，故焊接性能差。
4.Mn使Fe的A1点降低，粘度上升，不利于Mn的扩散，故偏析加大。
需提高浇注温度，并添加稀土净
化元素
高速钢
W18Cr4V
成分： C 0.7%到0.8% W 17.5%到19% Cr3.8%到4.4%
V1.0%到1.4% Mo低于0.3%
W6Mo5Cr4V2
成分： C0.8%到0.9% W5.5%到6.75% Cr3.8%到4.4%
Mo4.5%到5.5% V1.75%到2.2%
元素作用：
1）W是高速钢获得红硬性的主要元素，在钢中形成M6C淬火加热时将阻碍奥氏体晶粒长大，改善钢的韧性，同时溶于奥氏体中的W淬火后，部分留于M中，提高马氏体的抗回火稳定性，回火时弥散析出，弥散强化。
2）Mo减小碳化物的不均匀性，锻轧后含钼M6C颗粒细小
3）V在钢中以Vc，淬火加热时部分溶于奥氏体中，淬火后使马氏体抗回火稳定性提高，阻碍马氏体分解，并弥散析出碳化物产生次生强化，未容的碳化物可以阻碍奥氏体晶粒的长大
4）Cr在高速钢，淬火时几乎全部溶于奥氏体，增加淬透性，提高耐腐蚀性，抗氧化能力，减少粘到现象，改善切削加工性。
5）C对高速钢的硬度影响很大，是高速钢的主要强化元素含碳量增高，淬火后硬度和热硬性升高。
热处理工艺
预处理
改锻，均匀化退火，正火，球化退火
正火：改善切削加工性，消除网状碳化物，细化晶粒，便于球化退火。
均匀化退火：消除枝晶偏析和区域偏析，使成分组织均匀化。
球化退火：降低硬度，均匀组织，改善切削加工性，为淬火做准备。
终处理
1280℃（或1220℃）淬火+560℃（*3次）回火
高温淬火的必要性：高速钢使用环境温度较高，高温时要求有优良的切削性和耐磨性。
合金度高，高温淬火为得到高速钢的红硬性，W.Mo抑制元素的偏聚使C和合金元素扩散降低。
高温淬火的可行性：即使在1280的超高温下，由于V能与C形成高熔点碳化物，一直存在。
有强烈的抑制奥氏体晶粒长大作用，仍然不会引起奥氏体粗大，使得该温度下淬火称为可能
高温回火的必要性：a.只有高于550度时才会有WC、W2C（MoC、Mo2C）高硬度的碳化物析出，阻碍位错运动，大大提高红硬性。
b．淬火态的W18Cr4V含40%的淬火马氏体，很硬但也很脆，含大于50%的残余奥氏体（因为奥氏体中的W、V是奥氏体强化，转变为马氏体需克服的应力增强），软而韧，
不耐磨。
只有通过三次回火，才能将40%左右的淬火马氏体转化为回火马氏体，将
大于50%的残余奥氏体转变成回火马氏体，A减少到百分之5到7，得到一回火马
氏体为主的材料，既有硬度又有韧性，从而大大提高材料性能。
高温回火的可行性：由于W（Mo）对碳元素的扩散系数降低的作用，即使在560度的高温下，马氏体不会转变分解，仍然为马氏体。
（注：素材和资料部分来自网络，供参考。
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