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常用鋁合金的分類、牌號、用途、命名和加工工藝等

來源:全球鋁合作伙伴      發(fā)布日期: 2023年11月23日
信息摘要:1000系列鋁合金代表 1050、1060 、1100系列。在所有系列中1000系列屬于含鋁量最多的一個系列。純度可以達(dá)到99.00%以上。
1.鋁合金的分類
一系:1000系列鋁合金代表 1050、1060 、1100系列。在所有系列中1000系列屬于含鋁量多的一個系列。純度可以達(dá)到99.00%以上。由于不含有其他技術(shù)元素,所以生產(chǎn)過程比較單一,價格相對比較便宜,是目前常規(guī)工業(yè)中常用的一個系列。目前市場上流通的大部分為1050以及1060系列。1000系列鋁板根據(jù)最后兩位阿拉伯?dāng)?shù)字來確定這個系列的最低含鋁量,比如1050系列后兩位阿拉伯?dāng)?shù)字為50,根據(jù)國際牌號命名原則,含鋁量必須達(dá)到99.5%以上方為合格產(chǎn)品。我國的鋁合金技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(gB/T3880-2006)中也明確規(guī)定1050含鋁量達(dá)到99.5%.同樣的道理1060系列鋁板的含鋁量必須達(dá)到99.6%以上。
二系:2000系列鋁合金代表2024、2A16(LY16)、 2A02(LY6)。2000系列鋁板的特點(diǎn)是硬度較高,其中以銅原屬含量最高,大概在3-5%左右。2000系列鋁棒屬于航空鋁材,目前在常規(guī)工業(yè)中不常應(yīng)用。
三系:3000系列鋁合金代表3003 、 3A21為主。我國3000系列鋁板生產(chǎn)工藝較為優(yōu)秀。3000系列鋁棒是由錳元素為主要成分。含量在1.0-1.5之間,是一款防銹功能較好的系列。
四系:4000系列鋁棒代表為4A01 4000系列的鋁板屬于含硅量較高的系列。通常硅含量在4.5-6.0%之間。屬建筑用材料,機(jī)械零件,鍛造用材,焊接材料;低熔點(diǎn),耐蝕性好,產(chǎn)品描述: 具有耐熱、耐磨的特性
五系:5000系列鋁合金代表5052、5005、5083、5A05系列。5000系列鋁棒屬于較常用的合金鋁板系列,主要元素為鎂,含鎂量在3-5%之間。又可以稱為鋁鎂合金。主要特點(diǎn)為密度低,抗拉強(qiáng)度高,延伸率高,疲勞強(qiáng)度好,但不可做熱處理強(qiáng)化。在相同面積下鋁鎂合金的重量低于其他系列.在常規(guī)工業(yè)中應(yīng)用也較為廣泛。在我國5000系列鋁板屬于較為成熟的鋁板系列之一。
六系:6000系列鋁合金代表6061 主要含有鎂和硅兩種元素,故集中了4000系列和5000系列的優(yōu)點(diǎn)6061是一種冷處理鋁鍛造產(chǎn)品,適用于對抗腐蝕性、氧化性要求高的應(yīng)用??墒褂眯院茫菀淄繉?,加工性好。
七系:7000系列鋁合金代表7075 主要含有鋅元素。也屬于航空系列,是鋁鎂鋅銅合金,是可熱處理合金,屬于超硬鋁合金,有良好的耐磨性.也有良好的焊接性,但耐腐蝕性較差。目前基本依靠進(jìn)口,我國的生產(chǎn)工藝還有待提高。
八系:8000系列鋁合金較為常用的為8011 屬于其他系列,大部分應(yīng)用為鋁箔,生產(chǎn)鋁棒方面不太常用。
九系:9000系列鋁合金是備用合金。
2.鋁合金的物質(zhì)類別
1)鋁合金純鋁產(chǎn)品
純鋁分冶煉品和壓力加工品兩類,前者以化學(xué)成份Al表示,后者用漢語拼音LG(鋁、工業(yè)用的)表示。
 2)壓力加工鋁合金
鋁合金壓力加工產(chǎn)品分為防銹(LF)、硬質(zhì)(LY)、鍛造(LD)、超硬(LC)、包覆(LB)、特殊(LT)及釬焊(LQ)等七類。常用鋁合金材料的狀態(tài)為退火(M燜火)、硬化(Y)、熱軋(R)等三種。
3)鋁材
鋁和鋁合金經(jīng)加工成一定形狀的材料統(tǒng)稱鋁材,包括板材、帶材、箔材、管材、棒材、線材、型材等。
4)鑄造鋁合金
鑄造鋁合金(ZL)按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類,代號編碼分別為100、200、300、400。
5)高強(qiáng)度鋁合金
高強(qiáng)度鋁合金指其抗拉強(qiáng)度大于480兆帕的鋁合金,主要是壓力加工鋁合金中硬鋁合金類、超硬鋁合金類和鑄造合金類
3.各種鋁合金的典型用途
1050 食品、化學(xué)和釀造工業(yè)用擠壓盤管,各種軟管,煙花粉
1060 要求抗蝕性與成形性均高的場合,但對強(qiáng)度要求不高,化工設(shè)備是其典型用途
1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蝕性但不要求有高強(qiáng)度的零件部件,例如化工產(chǎn)品、食品工業(yè)裝置與貯存容器、薄板加工件、深拉或旋壓凹形器皿、焊接零部件、熱交換器、印刷板、銘牌、反光器具
1145 包裝及絕熱鋁箔,熱交換器
1199 電解電容器箔,光學(xué)反光沉積膜
1350 電線、導(dǎo)電絞線、匯流排、變壓器帶材
2011 螺釘及要求有良好切削性能的機(jī)械加工產(chǎn)品
2014 應(yīng)用于要求高強(qiáng)度與硬度(包括高溫)的場合。飛機(jī)重型、鍛件、厚板和擠壓材料,車輪與結(jié)構(gòu)元件,多級火箭第一級燃料槽與航天器零件,卡車構(gòu)架與懸掛系統(tǒng)零件
2017 是第一個獲得工業(yè)應(yīng)用的2XXX系合金,目前的應(yīng)用范圍較窄,主要為鉚釘、通用機(jī)械零件、結(jié)構(gòu)與運(yùn)輸工具結(jié)構(gòu)件,螺旋槳與配件
2024 飛機(jī)結(jié)構(gòu)、鉚釘、導(dǎo)彈構(gòu)件、卡車輪轂、螺旋槳元件及其他種種結(jié)構(gòu)件
2036 汽車車身鈑金件
2048 航空航天器結(jié)構(gòu)件與兵器結(jié)構(gòu)零件
2124 航空航天器結(jié)構(gòu)件
2218 飛機(jī)發(fā)動機(jī)和柴油發(fā)動機(jī)活塞,飛機(jī)發(fā)動機(jī)汽缸頭,噴氣發(fā)動機(jī)葉輪和壓縮機(jī)環(huán)
2219 航天火箭焊接氧化劑槽,超音速飛機(jī)蒙皮與結(jié)構(gòu)零件,工作溫度為-270~300℃。焊接性好,斷裂韌性高,T8狀態(tài)有很高的抗應(yīng)力腐蝕開裂能力
2319 焊拉2219合金的焊條和填充焊料
2618 模鍛件與自由鍛件?;钊秃娇瞻l(fā)動機(jī)零件
2A01 工作溫度小于等于100℃的結(jié)構(gòu)鉚釘
2A02 工作溫度200~300℃的渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的軸向壓氣機(jī)葉片
2A06 工作溫度150~250℃的飛機(jī)結(jié)構(gòu)及工作溫度125~250℃的航空器結(jié)構(gòu)鉚釘
2A10 強(qiáng)度比2A01合金的高,用于制造工作溫度小于等于100℃的航空器結(jié)構(gòu)鉚釘
2A11 飛機(jī)的中等強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)件、螺旋槳葉片、交通運(yùn)輸工具與建筑結(jié)構(gòu)件。航空器的中等強(qiáng)度的螺栓與鉚釘
2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、鉚釘?shù)?,建筑與交通運(yùn)輸工具結(jié)構(gòu)件
2A14 形狀復(fù)雜的自由鍛件與模鍛件
2A16 工作溫度250~300℃的航天航空器零件,在室溫及高溫下工作的焊接容器與氣密座艙
2A17 工作溫度225~250℃的航空器零件
2A50 形狀復(fù)雜的中等強(qiáng)度零件
2A60 航空器發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)輪、導(dǎo)風(fēng)輪、風(fēng)扇、葉輪等
2A70 飛機(jī)蒙皮,航空器發(fā)動機(jī)活塞、導(dǎo)風(fēng)輪、輪盤等
2A80 航空發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)葉片、葉輪、活塞、漲圈及其他工作溫度高的零件
2A90 航空發(fā)動機(jī)活塞
3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蝕性可焊性好的零件部件,或既要求有這些性能又需要有比1XXX系合金強(qiáng)度高的工作,如廚具、食物和化工產(chǎn)品處理與貯存裝置,運(yùn)輸液體產(chǎn)品的槽、罐,以薄板加工的各種壓力容器與管道
3004 全鋁易拉罐罐身,要求有比3003合金更高強(qiáng)度的零部件,化工產(chǎn)品生產(chǎn)與貯存裝置,薄板加工件,建筑加工件,建筑工具,各種燈具零部件
3105 房間隔斷、檔板、活動房板、檐槽和落水管,薄板成形加工件,瓶蓋、瓶塞等
3A21 飛機(jī)油箱、油路導(dǎo)管、鉚釘線材等;建筑材料與食品等工業(yè)裝備等
5005 與3003合金相似,具有中等強(qiáng)度與良好的抗蝕性。用作導(dǎo)體、炊具、儀表板、殼與建筑裝飾件。陽極氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,并與6063合金的色調(diào)協(xié)調(diào)一致
5050 薄板可作為致冷機(jī)與冰箱的內(nèi)襯板,汽車氣管、油管與農(nóng)業(yè)灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、異形材和線材等
5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蝕性、可燭性、疲勞強(qiáng)度與中等的靜態(tài)強(qiáng)度,用于制造飛機(jī)油箱、油管,以及交通車輛、船舶的鈑金件,儀表、街燈支架與鉚釘、五金制品等
5056 鎂合金與電纜護(hù)套鉚釘、拉鏈、釘子等;包鋁的線材廣泛用于加工農(nóng)業(yè)捕蟲器罩,以及需要有高抗蝕性的其他場合
5083 用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強(qiáng)度的場合,諸如艦艇、汽車和飛機(jī)板焊接件;需嚴(yán)格防火的壓力容器、致冷裝置、電視塔、鉆探設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備、導(dǎo)彈元件、裝甲等
5086 用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強(qiáng)度的場合,例如艦艇、汽車、飛機(jī)、低溫設(shè)備、電視塔、鉆井裝置、運(yùn)輸設(shè)備、導(dǎo)彈零部件與甲板等
5154 焊接結(jié)構(gòu)、貯槽、壓力容器、船舶結(jié)構(gòu)與海上設(shè)施、運(yùn)輸槽罐
5182 薄板用于加工易拉罐蓋,汽車車身板、操縱盤、加強(qiáng)件、托架等零部件
5252 用于制造有較高強(qiáng)度的裝飾件,如汽車等的裝飾性零部件。在陽極氧化后具有光亮透明的氧化膜
5254 過氧化氫及其他化工產(chǎn)品容器
5356 焊接鎂含量大于3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲
5454 焊接結(jié)構(gòu),壓力容器,海洋設(shè)施管道
5456 裝甲板、高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)、貯槽、壓力容器、船舶材料
5457 經(jīng)拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件
5652 過氧化氫及其他化工產(chǎn)品貯存容器
5657 經(jīng)拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件,但在任何情況下必須確保材料具有細(xì)的晶粒組織
5A02 飛機(jī)油箱與導(dǎo)管,焊絲,鉚釘,船舶結(jié)構(gòu)件
5A03 中等強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu),冷沖壓零件,焊接容器,焊絲,可用來代替5A02合金
5A05 焊接結(jié)構(gòu)件,飛機(jī)蒙皮骨架
5A06 焊接結(jié)構(gòu),冷模鍛零件,焊拉容器受力零件,飛機(jī)蒙皮骨部件
5A12 焊接結(jié)構(gòu)件,防彈甲板
6005 擠壓型材與管材,用于要求強(qiáng)高大于6063合金的結(jié)構(gòu)件,如梯子、電視天線等
6009 汽車車身板
6010 薄板:汽車車身
6061 要求有一定強(qiáng)度、可焊性與抗蝕性高的各種工業(yè)結(jié)構(gòu)性,如制造卡車、塔式建筑、船舶、電車、夾具、機(jī)械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材
6063 建筑型材,灌溉管材以及供車輛、臺架、家具、欄柵等用的擠壓材料
6066 鍛件及焊接結(jié)構(gòu)擠壓材料
6070 重載焊接結(jié)構(gòu)與汽車工業(yè)用的擠壓材料與管材
6101 公共汽車用高強(qiáng)度棒材、電導(dǎo)體與散熱器材等
6151 用于模鍛曲軸零件、機(jī)器零件與生產(chǎn)軋制環(huán),供既要求有良好的可鍛性能、高的強(qiáng)度,又要有良好抗蝕性之用
6201 高強(qiáng)度導(dǎo)電棒材與線材
6205 厚板、踏板與耐高沖擊的擠壓件
6262 要求抗蝕性優(yōu)于2011和2017合金的有螺紋的高應(yīng)力零件
6351 車輛的擠壓結(jié)構(gòu)件,水、石油等的輸送管道
6463 建筑與各種器具型材,以及經(jīng)陽極氧化處理后有明亮表面的汽車裝飾件
6A02 飛機(jī)發(fā)動機(jī)零件,形狀復(fù)雜的鍛件與模鍛件
7005 擠壓材料,用于制造既要有高的強(qiáng)度又要有高的斷裂韌性的焊接結(jié)構(gòu),如交通運(yùn)輸車輛的桁架、桿件、容器;大型熱交換器,以及焊接后不能進(jìn)行固熔處理的部件;還可用于制造體育器材如網(wǎng)球拍與壘球棒
7039 冷凍容器、低溫器械與貯存箱,消防壓力器材,軍用器材、裝甲板、導(dǎo)彈裝置
7049 用于鍛造靜態(tài)強(qiáng)度與7079-T6合金的相同而又要求有高的抗應(yīng)力腐蝕開裂勇力的零件,如飛機(jī)與導(dǎo)彈零件——起落架液壓缸和擠壓件。零件的疲勞性能大致與7075-T6合金的相等,而韌性稍高
7050 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用中厚板、擠壓件、自由鍛件與模鍛件。制造這類零件對合金的要求是:抗剝落腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂能力、斷裂韌性與抗疲勞性能都高
7072 空調(diào)器鋁箔與特薄帶材;2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材與管材的包覆層
7075 用于制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)及期貨他要求強(qiáng)度高、抗腐蝕性能強(qiáng)的高應(yīng)力結(jié)構(gòu)件、模具制造
7175 用于鍛造航空器用的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)性。T736材料有良好的綜合性能,即強(qiáng)度、抗剝落腐蝕與抗應(yīng)力腐蝕開裂性能、斷裂韌性、疲勞強(qiáng)度都高
7178 供制造航空航天器的要求抗壓屈服強(qiáng)度高的零部件
7475 機(jī)身用的包鋁的與未包鋁的板材,機(jī)翼骨架、桁條等。其他既要有高的強(qiáng)度又要有高的斷裂韌性的零部件
7A04 飛機(jī)蒙皮、螺釘、以及受力構(gòu)件如大梁桁條、隔框、翼肋、起落架等
4.鋁合金的加工工藝
 硅對硬質(zhì)合金有腐蝕作用。雖然一般將超過12%Si的鋁合金稱為高硅鋁合金,推薦使用金剛石刀具,但這不是的,硅含量逐漸增多對刀具的破壞力也逐漸加大。因此有些廠商在硅含量超過8%時就推薦使用金剛石刀具。
硅含量在8%-12%之間的鋁合金是一個過渡區(qū)間,既可以使用普通硬質(zhì)合金,也可以使用金剛石刀具。但使用硬質(zhì)合金應(yīng)使用經(jīng)PVD(物理鍍層)方法、不含鋁元素的、膜層厚度較小的刀具。因?yàn)镻VD方法和小的膜層厚度使刀具保持較鋒利的切削刃成為可能(否則為避免膜層在刃口處異常長大需要對刃口進(jìn)行足夠的鈍化,切鋁合金就會不夠鋒利),而膜層材料含鋁可能使刀片膜層與工件材料發(fā)生親合作用而破壞膜層與刀具基體的結(jié)合。因?yàn)槟壳暗某插儗佣酁殇X、氮、鈦三者的化合物,可能會因硬質(zhì)合金基體隨膜層剝落時少量剝落造成崩刃。
建議使用下列三類刀具之一:
1.不鍍層的超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金刀具
2.帶未含鋁鍍層(PVD)方法的硬質(zhì)合金刀具,如鍍TiN、TiC等
3.用金剛石刀具
刀具的容屑空間要大,一般建議用2齒,前角、后角要大(如12°-14°,包括端齒后角)。
如果只是一般銑面,可以用45°主偏角的可轉(zhuǎn)位面銑刀,配用專門加工鋁合金的刀片,應(yīng)該效果更好。
氧化鋁在1808年在實(shí)驗(yàn)室利用電解還成為鋁材,于1884年即被作為建筑材料使用在美國華盛頓紀(jì)念碑尖頂上至今;鋁材加入各種金屬元素合成的鋁合金材料已被建筑工業(yè)廣泛應(yīng)用在各環(huán)節(jié)上。鋁合金常用板材厚度:高級金屬屋面(和幕墻)系統(tǒng)的一般為0.8-1.2mm(而傳統(tǒng)的一般要≥2.5mm).
5.鋁合金的表面處理
鋁合金板材按表面處理方式可分為非涂漆產(chǎn)品和涂漆產(chǎn)品兩大類。
1) 非涂漆類產(chǎn)品 (1) 可分為錘紋鋁板(無規(guī)則紋樣)、壓花板(有規(guī)則紋樣)和預(yù)鈍化、陽極氧化鋁表面處理板。
(2) 此類產(chǎn)品在板材表面不做涂漆處理,對表面的外觀要求不高,價格也較低。
 涂漆類產(chǎn)品
(1) 分類:
按涂裝工藝可分為:噴涂板產(chǎn)品和預(yù)輥涂板;
按涂漆種類可分為:聚酯、聚氨酯、聚酰胺、改性硅、環(huán)氧樹脂、氟碳等。
(2) 多種涂層中,主要性能差異是對太陽光紫外線的抵抗能力,其中在正面最常用的涂層為氟碳漆(PVDF),其抵抗紫外線的能力較強(qiáng);背面可選擇聚酯或環(huán)氧樹脂涂層作為保護(hù)漆。另外正面還可貼一層可撕掉的保護(hù)膜。
氟碳鋁板有氟碳噴涂板和氟碳預(yù)輥涂層鋁板
1) 氟碳噴涂板
(1) 氟碳噴涂板分為兩涂系統(tǒng)、三涂系統(tǒng)和四涂系統(tǒng),一般宜采用多層涂裝系統(tǒng)。
兩涂系統(tǒng):由5~10μm的氟碳底漆和20~30μm的氟碳面漆組成,膜層總厚度一般不宜小于35μm。只可用于普通環(huán)境。
三涂系統(tǒng):由5~10μm 的氟碳底漆、20~30μm 的氟碳色漆和10~20μm 的氟碳清漆組成,膜層總厚度一般不宜小于45μm。適用于空氣污染嚴(yán)重、工業(yè)區(qū)及沿海等環(huán)境惡劣地帶。
四涂系統(tǒng):四涂系統(tǒng)有兩種。一種是當(dāng)采用大顆粒鋁粉顏料時,需要在底漆和面漆之間增設(shè)一道20μm 的氟碳中間漆;另一種是在底漆和面漆之間增設(shè)一道聚酰胺與聚氨酯共混的致密涂層,提高其抗腐蝕性,增加氟碳鋁板的使用壽命。因?yàn)橐话愕姆计崾呛>d結(jié)構(gòu),有氣孔,無法阻止空氣中的正負(fù)離子游離穿透至金屬板基層。因此這種涂層系統(tǒng)更適用于空氣污染嚴(yán)重、工業(yè)區(qū)及沿海等環(huán)境惡劣地帶。
(2) 氟碳烤漆的固化:應(yīng)該是有幾涂就幾烤,使每層烤漆完全固化,形成良好的粘結(jié)性、抗腐蝕性、抗褪色性,避免多涂少烤。
(3) 在選用氟碳烤漆鋁板時,應(yīng)關(guān)注氟碳漆的品牌和主要技術(shù)指標(biāo),且氟樹脂含量應(yīng)≥ 70%。
2) 氟碳預(yù)輥涂層鋁板
(1) 預(yù)輥涂鋁板的設(shè)計思想是將盡可能多的材料優(yōu)點(diǎn)和工藝優(yōu)勢集于一身,把人為影響的質(zhì)量因素降至最低,其品質(zhì)比氟碳噴涂(烤漆)鋁板更有保證。
(2) 氟樹脂含量最高可達(dá)80%。
(3) 涂層厚度一般為25μm。
5.鋁合金的命名規(guī)則
通常國際牌號鋁合金命名由四位數(shù)字加上狀態(tài)代碼(一位字母加若干個數(shù)字)組成。例如:
6 0 6 1–T 6 5 1 
具體含義如下:第一位數(shù)字:主要合金元素代號,意義如下:
1:純鋁,鋁含量不小于99.00% 
2:Cu (銅)
3:Mn (錳)
4:Si (硅)
5:Mg (鎂)
6:Mg+Si (鎂+硅)
7:Zn (鋅)
8:其他元素
9:備用組第二位數(shù)字:表示合金元素或雜質(zhì)極限含量的控制情況:
0:表示其雜質(zhì)極限含量無特殊控制
1-9:表示對一項(xiàng)或一項(xiàng)以上的單個雜質(zhì)或合金元素極限含量有特殊控制。第三、四位數(shù)字:純鋁(牌號首位是1):表示最低鋁百分含量中小數(shù)點(diǎn)后面的兩位,如1050鋁含量為99.50% 
其他合金(牌號首位是2~9):兩位數(shù)字沒有特殊意義,僅用來識別同一組中的不同合金,其第2位表示改型情況。如果第2位為0,則表示為原始合金;如果是1-9,則表示為改型合金第五位字母:基礎(chǔ)狀態(tài)代號(GB/T16475-1996):
F:自由加工狀態(tài),適用于在成型過程中對加工產(chǎn)品無力學(xué)性能要求
O:退火狀態(tài),后可綴有除0以外的1位阿拉伯?dāng)?shù)字
H:加工硬化狀態(tài),適用于通過加工硬化提高強(qiáng)度的產(chǎn)品(這種產(chǎn)品可通過熱處理降低一些強(qiáng)度),常后綴有2位以上的阿拉伯?dāng)?shù)字
W:固溶熱處理狀態(tài)(一種不穩(wěn)定狀態(tài)),僅適用于固溶熱處理后在室溫自然時效的合金,如W1/2小時
T:熱處理后產(chǎn)生的穩(wěn)定狀態(tài)(不同于F、O和H狀態(tài)),適用于經(jīng)熱處理產(chǎn)生穩(wěn)定狀態(tài)的產(chǎn)品(這種產(chǎn)品也可進(jìn)行加工硬化),T字母總是綴有1位以上的阿拉伯?dāng)?shù)字。
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