JPH0138867B2 - - Google Patents
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- JPH0138867B2 JPH0138867B2 JP56028503A JP2850381A JPH0138867B2 JP H0138867 B2 JPH0138867 B2 JP H0138867B2 JP 56028503 A JP56028503 A JP 56028503A JP 2850381 A JP2850381 A JP 2850381A JP H0138867 B2 JPH0138867 B2 JP H0138867B2
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- temperature
- alloy
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- way effect
- shape memory
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/01—Alloys based on copper with aluminium as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/006—Resulting in heat recoverable alloys with a memory effect
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アルミニウム10〜15重量％、ニツケ
ル６重量％以下および残りの銅から成るCu／
Al／Niを基材とし、鋳造又は熱間鍛造された状
態の形状記憶合金の二方向効果を最高300℃の温
度まで安定化するための方法に関する。
ル６重量％以下および残りの銅から成るCu／
Al／Niを基材とし、鋳造又は熱間鍛造された状
態の形状記憶合金の二方向効果を最高300℃の温
度まで安定化するための方法に関する。
マルテンサイトに変態可能のβ−相（β−黄銅
型）を有する銅に豊む形状記憶合金は、従来から
公知である：例えばＲ、ヘイネス（Heynes）、サ
ム・オブザベイシヨンズ・オン・イソサーマル・
トランスフオーメイシヨンズ・オブ・ユーテクト
イド・アルミニユーム・ブロンジス・ベロウ・ゼ
アー・Msテンパラチユアーズ（Some
Observation on Isothermal Transformatyons
of Eutectoid Aluminium Bronzes Below
Their Ms Temperatures）、ジヤーナル・オ
ブ・ザ・インステイチユート・オブ・メタルス
（Journal of the Institute of Metals）1954〜
55，Vol.83，357〜358頁；W.A.ラチンジヤー
（Rachinger）、ア・“スーパー−エラスチツク”・
シングル・クリスタル・カリブレイシヨン・バー
（Ａ“super−elastic”single crystal calibration
bar）、ブリテイツシ・ジヤーナル・オブ・アプ
ライド・フイジツクス（British Journal of
Applied Physics）、Vol.9，Juni1958，250〜252
頁；R.P.ジユウエツト（Jewett）、D.J.マツク
（Mack）、フアーザー・インヴエスタイゲイシヨ
ン・オブ・コツパー−アルミニユーム・アロイ
ズ・イン・ザ・テンペラチユアー・レインジ・ベ
ロウ・ザ・β α＋γ2ユーテクトイド（Further
Investigation of Copper−Alumium Alloys in
the Temperature Range below the β α＋
γ2Eutectoid）、ジヤーナル・オブ・ザ・インステ
イテユート・オブ・メタルズ（Journal of the
Institute of Metals）、1963〜1964，Vol.92，59
〜61頁；K.オオツカ及びK.シミズ、メモリー・
エフエクト・アンド・サーモエラスチツク・マル
テンサイト・トランスフオーメイシヨン・イン・
Cu／Al／Niアロイ（Memory Effect and
Thermoelastic Martensite Transformation in
Cu／Al／Ni Alloy）、スクリプタ・メタラジア
（Scripta Metallugia）、Vol.4，1970、ペルガモ
ン・プレス（Pergamon Press）Inc.469〜472
頁；カズヒロ・オオツカ、オリジン・オブ・メモ
リー・エフエクト・イン・Cu／Al／Niアロイ
（Origin of Memory Effectin Cu／Al／Ni
Alloy）、ジヤパニーズ・ジヤーナル・オブ・ア
プライド・フイジツクス（Japanese Journal of
Applied Physics）、Vol.10，No.５，May1971，
571〜579頁。
型）を有する銅に豊む形状記憶合金は、従来から
公知である：例えばＲ、ヘイネス（Heynes）、サ
ム・オブザベイシヨンズ・オン・イソサーマル・
トランスフオーメイシヨンズ・オブ・ユーテクト
イド・アルミニユーム・ブロンジス・ベロウ・ゼ
アー・Msテンパラチユアーズ（Some
Observation on Isothermal Transformatyons
of Eutectoid Aluminium Bronzes Below
Their Ms Temperatures）、ジヤーナル・オ
ブ・ザ・インステイチユート・オブ・メタルス
（Journal of the Institute of Metals）1954〜
55，Vol.83，357〜358頁；W.A.ラチンジヤー
（Rachinger）、ア・“スーパー−エラスチツク”・
シングル・クリスタル・カリブレイシヨン・バー
（Ａ“super−elastic”single crystal calibration
bar）、ブリテイツシ・ジヤーナル・オブ・アプ
ライド・フイジツクス（British Journal of
Applied Physics）、Vol.9，Juni1958，250〜252
頁；R.P.ジユウエツト（Jewett）、D.J.マツク
（Mack）、フアーザー・インヴエスタイゲイシヨ
ン・オブ・コツパー−アルミニユーム・アロイ
ズ・イン・ザ・テンペラチユアー・レインジ・ベ
ロウ・ザ・β α＋γ2ユーテクトイド（Further
Investigation of Copper−Alumium Alloys in
the Temperature Range below the β α＋
γ2Eutectoid）、ジヤーナル・オブ・ザ・インステ
イテユート・オブ・メタルズ（Journal of the
Institute of Metals）、1963〜1964，Vol.92，59
〜61頁；K.オオツカ及びK.シミズ、メモリー・
エフエクト・アンド・サーモエラスチツク・マル
テンサイト・トランスフオーメイシヨン・イン・
Cu／Al／Niアロイ（Memory Effect and
Thermoelastic Martensite Transformation in
Cu／Al／Ni Alloy）、スクリプタ・メタラジア
（Scripta Metallugia）、Vol.4，1970、ペルガモ
ン・プレス（Pergamon Press）Inc.469〜472
頁；カズヒロ・オオツカ、オリジン・オブ・メモ
リー・エフエクト・イン・Cu／Al／Niアロイ
（Origin of Memory Effectin Cu／Al／Ni
Alloy）、ジヤパニーズ・ジヤーナル・オブ・ア
プライド・フイジツクス（Japanese Journal of
Applied Physics）、Vol.10，No.５，May1971，
571〜579頁。
これらのβ−黄銅型の記憶合金は、室温を越え
て100℃以上の温度範囲（これは温度監視装置及
び過電流スイツチにとつて特に有利である）では
同様に公知のNi／Ti合金と比べて明らかに記憶
効果を示すけれども、準安定性である。つまり、
該合金は所望の温度範囲では拡散によつて生ずる
相変化を受けている。応答温度で又はこの温度を
わずかに越えると高温β相は変化して記憶効果は
消失する。
て100℃以上の温度範囲（これは温度監視装置及
び過電流スイツチにとつて特に有利である）では
同様に公知のNi／Ti合金と比べて明らかに記憶
効果を示すけれども、準安定性である。つまり、
該合金は所望の温度範囲では拡散によつて生ずる
相変化を受けている。応答温度で又はこの温度を
わずかに越えると高温β相は変化して記憶効果は
消失する。
本発明は、100℃以上の温度で耐老化性を有す
る前記のCu／Al／Ni型記憶合金の二方向効果を
最高300℃まで安定化する方法を提供するという
課題を基礎とする。
る前記のCu／Al／Ni型記憶合金の二方向効果を
最高300℃まで安定化する方法を提供するという
課題を基礎とする。
ここで「耐老化性」または「安定」とは、物質
の特性が時間の経過で荷重（交互荷重）の作用下
でも、温度（低温および高温間の温度循環）の作
用下でも変化しないことを意味する。
の特性が時間の経過で荷重（交互荷重）の作用下
でも、温度（低温および高温間の温度循環）の作
用下でも変化しないことを意味する。
前記課題は、該合金を先づ５〜60分間600〜950
℃の温度範囲で灼熱し、水中で急冷し、0.1〜10
時間200〜350℃の温度で焼きもどし、最後に二方
向効果を誘起するために変態点Msの上30℃〜下
50℃の温度範囲で１〜６％だけ変形することによ
つて解決される。
℃の温度範囲で灼熱し、水中で急冷し、0.1〜10
時間200〜350℃の温度で焼きもどし、最後に二方
向効果を誘起するために変態点Msの上30℃〜下
50℃の温度範囲で１〜６％だけ変形することによ
つて解決される。
また同課題は、該合金を先づ５〜60分間600〜
950℃の温度範囲で灼熱し、金属浴、塩浴、油浴
又は砂浴に入れて250〜350℃の温度に急冷し、こ
の温度で0.5〜10分間保ち、次に室温に空気冷却
し、最後に二方向効果を誘起するために変態点
Msの上30℃〜下50℃の温度範囲で１〜６％だけ
変形することによつても解決される。
950℃の温度範囲で灼熱し、金属浴、塩浴、油浴
又は砂浴に入れて250〜350℃の温度に急冷し、こ
の温度で0.5〜10分間保ち、次に室温に空気冷却
し、最後に二方向効果を誘起するために変態点
Msの上30℃〜下50℃の温度範囲で１〜６％だけ
変形することによつても解決される。
前記の変形は、伸長の場合には棒状材料が長さ
の１〜６％だけ長手方向に関して相互に伸長さ
れ、圧縮の場合には同様に１〜６％だけ圧縮され
る。変形が１％未満の場合には記憶効果を示さな
い。６％を超える変形の場合には“伸長過度”ま
たは“圧縮過度”で記憶効果は再び消失する。
の１〜６％だけ長手方向に関して相互に伸長さ
れ、圧縮の場合には同様に１〜６％だけ圧縮され
る。変形が１％未満の場合には記憶効果を示さな
い。６％を超える変形の場合には“伸長過度”ま
たは“圧縮過度”で記憶効果は再び消失する。
安定化方法の本質は、大体においてβ−固溶体
域に存在して600〜950℃の温度範囲の最後の灼熱
（５〜60分）後で、二方向効果の誘起前に、鋳造
又は熱間鍛造された状態の該合金を熱処理する点
にある。この熱処理は200〜350℃の温度範囲での
灼熱であつて、これは原理的に二方法で実施する
ことができる。第１の方法では該合金を最後の灼
熱後にβ−固溶体域で室温に急冷し、次に200〜
350℃の温度範囲で0.1〜10時間焼もどす。第２の
方法では該合金を、最後の灼熱後にβ−固溶体域
から直接油浴、塩浴、金属浴又は砂浴中に入れて
急冷し、この温度に0.5〜10分間保ち、最後に室
温に空気冷却する。二つの場合ともこの熱処理の
次に二方向記憶効果の誘起のためにマルテンサイ
ト変態点Msの上30℃〜下50℃の範囲で１〜６％
の変形が行なわれる。
域に存在して600〜950℃の温度範囲の最後の灼熱
（５〜60分）後で、二方向効果の誘起前に、鋳造
又は熱間鍛造された状態の該合金を熱処理する点
にある。この熱処理は200〜350℃の温度範囲での
灼熱であつて、これは原理的に二方法で実施する
ことができる。第１の方法では該合金を最後の灼
熱後にβ−固溶体域で室温に急冷し、次に200〜
350℃の温度範囲で0.1〜10時間焼もどす。第２の
方法では該合金を、最後の灼熱後にβ−固溶体域
から直接油浴、塩浴、金属浴又は砂浴中に入れて
急冷し、この温度に0.5〜10分間保ち、最後に室
温に空気冷却する。二つの場合ともこの熱処理の
次に二方向記憶効果の誘起のためにマルテンサイ
ト変態点Msの上30℃〜下50℃の範囲で１〜６％
の変形が行なわれる。
本発明による合金において、ニツケルは一部分
又は全部マンガン、鉄、コバルト又はこれらの元
素の少なくとも２種の混合物で交換してあつても
よい。
又は全部マンガン、鉄、コバルト又はこれらの元
素の少なくとも２種の混合物で交換してあつても
よい。
本発明方法により、最高300℃まで耐老化性を
有しかつ300℃まで二方向効果を有する、β−高
温相から成る合金が得られる。
有しかつ300℃まで二方向効果を有する、β−高
温相から成る合金が得られる。
次に本発明を実施例により説明する。
例１ （従来技術の説明）
出発材料として次の組成の合金を使用した：
アルミニウム：13重量％
ニツケル：３重量％
銅：残 り
溶融治金により合金を製造し、ブルームに鋳造
し、次に700℃で、直径10mmの棒の生じるように
熱間加工した。次にこの棒をβ−固溶体域で750
℃で10分間灼熱し、水殿で急冷した。この棒から
直径３mmで測定長さ40mm及び22mmの捩り試験片を
製作した。二方向効果を、マルテンサイト変態点
Ms（150℃）の近くで試験片に段階的に捩り作用
を受けさせて、同時的な加熱／冷却サイクルの経
過の際に、捩り伸び率が４〜５％まで高められる
ようにすることによつて誘起した。この後試験片
を300℃の温度で１時間灼熱した。後試験の結果、
記憶効果は完全に消失していることが判つた。
し、次に700℃で、直径10mmの棒の生じるように
熱間加工した。次にこの棒をβ−固溶体域で750
℃で10分間灼熱し、水殿で急冷した。この棒から
直径３mmで測定長さ40mm及び22mmの捩り試験片を
製作した。二方向効果を、マルテンサイト変態点
Ms（150℃）の近くで試験片に段階的に捩り作用
を受けさせて、同時的な加熱／冷却サイクルの経
過の際に、捩り伸び率が４〜５％まで高められる
ようにすることによつて誘起した。この後試験片
を300℃の温度で１時間灼熱した。後試験の結果、
記憶効果は完全に消失していることが判つた。
例 ２
例１による合金を溶融し、鋳造し、熱間加工
し、灼熱しかつ水中で急冷した。得られた棒を次
に更に３時間300℃で焼もどした。例１による試
験片の製作後同様にして二方向効果を誘起した。
更に試験片を８時間300℃で灼熱した後も二方向
効果は決して減退しなかつた。300℃で500時間灼
熱した後ですら、二方向効果が弱くても、同効果
は依然として検出することかができた。
し、灼熱しかつ水中で急冷した。得られた棒を次
に更に３時間300℃で焼もどした。例１による試
験片の製作後同様にして二方向効果を誘起した。
更に試験片を８時間300℃で灼熱した後も二方向
効果は決して減退しなかつた。300℃で500時間灼
熱した後ですら、二方向効果が弱くても、同効果
は依然として検出することかができた。
例 ３
例１による合金を、溶融し、鋳造しかつ直径10
mmの棒に熱間加工した。この棒から熱間圧延によ
つて厚さ1.5mm幅10mmのバンドを製造した。この
バンドから長さ60mmの曲げ試験片を切取りかつこ
れに750℃で10分間普通の灼熱を施した。次に試
験片を直接300℃の塩浴に入れて急冷し。２分間
この温度で保ち、次いで空気冷却した。この冷却
過程の間同試験片を90℃の角度だけ曲げて二方向
効果を誘起した。この効果は300℃に数時間加熱
した後でも減少しない大きさで検出することがで
きた。
mmの棒に熱間加工した。この棒から熱間圧延によ
つて厚さ1.5mm幅10mmのバンドを製造した。この
バンドから長さ60mmの曲げ試験片を切取りかつこ
れに750℃で10分間普通の灼熱を施した。次に試
験片を直接300℃の塩浴に入れて急冷し。２分間
この温度で保ち、次いで空気冷却した。この冷却
過程の間同試験片を90℃の角度だけ曲げて二方向
効果を誘起した。この効果は300℃に数時間加熱
した後でも減少しない大きさで検出することがで
きた。
本発明は前記例に限定されるものではない。本
発明方法は原理的にこの種のすべてのβ−銅合金
に適用することができる。他の有利な合金は次の
組成を有する： アルミニウム：13.25％ ニツケル：３％ 銅：残 り 変態点Msの高さは明らかにアルミニウム含分
の少しの変化によつて著しく影響されうることが
判る。他の影響は上述の代用基材マンガン、鉄、
コバルトによつて与えられうる。
発明方法は原理的にこの種のすべてのβ−銅合金
に適用することができる。他の有利な合金は次の
組成を有する： アルミニウム：13.25％ ニツケル：３％ 銅：残 り 変態点Msの高さは明らかにアルミニウム含分
の少しの変化によつて著しく影響されうることが
判る。他の影響は上述の代用基材マンガン、鉄、
コバルトによつて与えられうる。
本発明方法によつて、電子工学及び多くの工業
的及び家庭的用途で常用される温度監視範囲を越
えてまで耐老化性であつて、安定な二方向効果を
示す記憶合金が創作された。従つて本発明による
記憶合金は監視工学において従来存在した欠陥を
埋める。
的及び家庭的用途で常用される温度監視範囲を越
えてまで耐老化性であつて、安定な二方向効果を
示す記憶合金が創作された。従つて本発明による
記憶合金は監視工学において従来存在した欠陥を
埋める。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルミニウム10〜15重量％、ニツケル６重量
％以下および残りの銅から成るCu／Al／Niを基
材とし、鋳造又は熱間鍛造された状態の形状記憶
合金の二方向効果を最高300℃まで安定性化する
に当たり、該合金を先づ５〜60分間600〜950℃の
温度範囲で灼熱し、水中で急冷し、0.1〜10時間
200〜350℃の温度で焼きもどし、最後に二方向効
果を誘起するために変態点Msの上30℃〜下50℃
の温度範囲で１〜６％だけ変形することを特徴と
する前記のCu／Al／Niを基材とする形状記憶合
金の二方向効果の安定化方法。 ２ アルミニウム10〜15重量％、ニツケル６重量
％以下および残りの銅から成るCu／Al／Niを基
材とし、鋳造又は熱間鍛造された状態の形状記憶
合金の二方向効果を最高300℃まで安定化するに
当り、該合金を先づ５〜60分間600〜950℃の温度
範囲で灼熱し、金属浴、塩浴、油浴又は砂浴中に
入れて250〜350℃の温度に急冷し、この温度で
0.5〜10分間保ち、次に室温に空気冷却し、最後
に二方向効果を誘起するために変態点Msの上30
℃〜下50℃の温度範囲で１〜６％だけ変形するこ
とを特徴とする前記のCu／Al／Niを基材とする
形状記憶合金の二方向効果の安定化方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP19800200183 EP0035069B1 (de) | 1980-03-03 | 1980-03-03 | Formgedächtnislegierung auf der Basis von Cu/Al oder Cu/Al/Ni und Verfahren zur Stabilisierung des Zweiwegeffektes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56136945A JPS56136945A (en) | 1981-10-26 |
| JPH0138867B2 true JPH0138867B2 (ja) | 1989-08-16 |
Family
ID=8186965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2850381A Granted JPS56136945A (en) | 1980-03-03 | 1981-03-02 | Shaped memory alloy based on cu al or cu al ni and stabilization of said alloy in two-direction effect |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0035069B1 (ja) |
| JP (1) | JPS56136945A (ja) |
| DE (1) | DE3065930D1 (ja) |
| PT (1) | PT72590B (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4416706A (en) * | 1982-02-05 | 1983-11-22 | Bbc Brown, Boveri & Company Limited | Process to produce and stabilize a reversible two-way shape memory effect in a Cu-Al-Ni or a Cu-Al alloy |
| US4654092A (en) * | 1983-11-15 | 1987-03-31 | Raychem Corporation | Nickel-titanium-base shape-memory alloy composite structure |
| US4533411A (en) * | 1983-11-15 | 1985-08-06 | Raychem Corporation | Method of processing nickel-titanium-base shape-memory alloys and structure |
| JPS6130643A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Kobe Steel Ltd | 加工性の良好な硬質形状記憶合金 |
| FR2590048B1 (fr) * | 1985-07-19 | 1992-05-15 | Souriau & Cie | Dispositif de declenchement mecanique sequentiel |
| FR2617187B1 (fr) * | 1987-06-24 | 1989-10-20 | Cezus Co Europ Zirconium | Procede d'amelioration de la ductilite d'un produit en alliage a transformation martensitique et son utilisation |
| FR2618163B1 (fr) * | 1987-07-15 | 1992-04-30 | Trefimetaux | Procede d'education d'un objet en alliage a memoire de forme, permettant d'assurer la precision et la stabilite de l'effet memoire reversible. |
| CH677677A5 (ja) * | 1989-02-08 | 1991-06-14 | Nivarox Sa | |
| FR2643086B1 (fr) * | 1989-02-10 | 1991-05-24 | Nivarox Sa | Procede de conditionnement d'une piece en alliage metallique a memoire de forme presentant deux etats de memoire de forme reversibles |
| EP0382109B1 (fr) * | 1989-02-08 | 1993-12-08 | Nivarox-FAR S.A. | Procédé de conditionnement d'une pièce en alliage métallique à mémoire de forme présentant deux états de mémoire de forme réversibles |
| CN108384984B (zh) * | 2018-04-09 | 2020-01-03 | 天津理工大学 | 一种低成本高温形状记忆合金的制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB433534A (en) * | 1934-02-12 | 1935-08-12 | Thomas Bolton And Sons Ltd | Improved trolley wheels and the like devices for collecting electric current |
| GB1346047A (en) * | 1969-11-12 | 1974-02-06 | Fulmer Res Inst Ltd | Treatment of alloys |
| BE758862A (fr) * | 1969-11-12 | 1971-04-16 | Fulmer Res Inst Ltd | Perfectionnements relatifs au traitement d'alliages |
| JPS5818427B2 (ja) * | 1974-07-05 | 1983-04-13 | 大阪大学長 | 繰り返し形状記憶性を有する金属物品の製法 |
| JPS5337129A (en) * | 1976-09-17 | 1978-04-06 | Matsushita Electric Works Ltd | Conductible spring material |
-
1980
- 1980-03-03 EP EP19800200183 patent/EP0035069B1/de not_active Expired
- 1980-03-03 DE DE8080200183T patent/DE3065930D1/de not_active Expired
-
1981
- 1981-02-27 PT PT7259081A patent/PT72590B/pt not_active IP Right Cessation
- 1981-03-02 JP JP2850381A patent/JPS56136945A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0035069A1 (de) | 1981-09-09 |
| DE3065930D1 (en) | 1984-01-26 |
| PT72590B (de) | 1982-02-12 |
| PT72590A (de) | 1981-03-01 |
| EP0035069B1 (de) | 1983-12-21 |
| JPS56136945A (en) | 1981-10-26 |
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