钢铁材料的分类
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|1、型钢类
型钢品种很多，是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。前者包括圆钢、方钢、扁钢、六角钢和角钢；后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。直径在6.5-9.0mm的小圆钢称线材。
2、钢板类
是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。按厚度不同分薄板（厚度<4mm）、中板（厚度4-25mm）和厚板（厚度>25mm）三种。钢带包括在钢板类内。
3、钢管类
是一种中空截面的长条钢材。按其截面形状不同可分圆管、方形管、六角形管和各种异形截面钢管。按加工工艺不同又可分无缝钢管和焊管钢管两大类。
4、钢丝类
钢丝是线材的再一次冷加工产品。按形状不同分圆钢丝、扁形钢丝和三角形钢丝等。钢丝除直接使用外，还用于生产钢丝绳、钢纹线和其他制品。
- 生铁的分类
1．生铁的分类(见表1．1)
表1-1生铁的分类
| 分类方法 | 分类名称 | 说 明 |
| 1．按用途分 | (1)炼钢生铁 | 炼钢生铁是指用于平炉、转炉炼钢的生铁，一般含硅量较低(不大于1.75％)，含硫量较高(不大于0.07％)，质硬而脆，断口呈白色，也称白口铁 |
| (2)铸造生铁 | 铸造生铁是指用于铸造各种生铁铸件的生铁，一般含硅量较高(达3.75％)，含硫量稍低(不大于0.06％)，断口呈灰色，也称灰口铁 | |
| 2．按化学成分分 | (1)普通生铁 | 普通生铁是指不含其他合金元素的生铁，如炼钢生铁、铸造生铁均属此类 |
| (2)特种生铁 | 1)天然合金生铁——用含有共生金属的铁矿石或精矿、用还原剂还原而制成的一种特殊生铁，可用来炼钢及铸造 2)铁合金——在炼铁时特意加入其他成分的元素，炼成含有多种合金元素的特种生铁，其品种较多，如锰铁、硅铁、铬铁等，是炼钢的原料之一，也可用于铸造 |
注：成分含量皆指质量分数。
2．铸铁的分类
表1-2铸铁的分类
| 分类方法 | 分类名称 | 说 明 |
| 1．按断口颜色分 | (1)灰铸铁 | 这种铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色，有一定的力学性能和良好的被切削性能，普遍应用于工业中 |
| (2)白口铸铁 | 白口铸铁是组织中完全没有或几乎完全没有石墨的一种铁碳合金，其断口呈白亮色，硬而脆，不能进行切削加工，很少在工业上直接用来制作机械零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性，又称激冷铸铁或冷硬铸铁 | |
| (3)麻口铸铁 | 麻口铸铁是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的麻点状，性能不好，极少应用 | |
| 2．按化学成分分 | (1)普通铸铁 | 是指不含任何合金元素的铸铁，如灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等 |
| (2)合金铸铁 | 是在普通铸铁内加入一些合金元素，用以提高某些特殊性能而配制的一种高级铸铁。如各种耐蚀、耐热、耐磨的特殊性能铸铁 | |
| 3．按生产方法和组织性能分 | (1)普通灰铸铁 | 参见“灰铸铁” |
| (2)孕育铸铁 | 这是在灰铸铁基础上，采用“变质处理”而成，又称变质铸铁。其强度、塑性和韧性均比一般灰铸铁好得多，组织也较均匀。主要用于制造力学性能要求较高，而截面尺寸变化较大的大型铸件 | |
| (3)可锻铸铁 | 可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经石墨化退火而成，比灰铸铁具有较高的韧性，又称韧性铸铁。它并不可以锻造，常用来制造承受冲击载荷的铸件 | |
| (4)球墨铸铁 | 简称球铁。它是通过在浇铸前往铁液中加入一定量的球化剂和墨化剂，以促进呈球状石墨结晶而获得的。它和钢相比，除塑性、韧性稍低外，其他性能均接近，是兼有钢和铸铁优点的优良材料，在机械工程上应用广泛 | |
| (5)特殊性能铸铁 | 这是一种有某些特性的铸铁，根据用途的不同，可分为耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。大都属于合金铸铁，在机械制造上应用较广泛 |
表1-3钢的分类
| 分类方法 | 分类名称 | 说 明 |
| 1．按化学 成分分 |
(1)碳素钢 | 碳素钢是指钢中除铁、碳外，还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金，按其含碳量的不同可分为： 1)低碳钢——含碳量wc≤0.25％ 2)中碳钢——含碳量wc>0.25％～0.60％ 3)高碳钢——含碳量wc>0.60％ |
| (2)合金钢 | 为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，加入一些合金元素而炼成的钢，如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。按其合金元素的总含量，可分为： 1)低合金钢——合金元素的总含量≤5％ 2)中合金钢——合金元素的总含量5％～10％ 3)高合金钢——合金元素的总含量>10％ |
|
| 2．按冶炼 设备分 |
(1)转炉钢 | 用转炉吹炼的钢，可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹练等转炉钢；根据炉衬的不同，又分酸性和碱性两种 |
| (2)平炉钢 | 用平炉炼制的钢，按炉衬材料的不同分为酸性和碱性两种，一般平炉钢多为碱性 | |
| (3)电炉钢 | 用电炉炼制的钢，有电弧炉钢、感应炉钢及真空感应炉钢等。工业上大量生产的，是碱性电弧炉钢 | |
| 3．按浇注 前脱氧程 度分 |
(1)沸腾钢 | 属脱氧不完全的钢，浇注时在钢锭模里产生沸腾现象。其优点是冶炼损耗少、成本低、表面质量及深冲性能好；缺点是成分和质量不均匀、抗腐蚀性和力学强度较差，一般用于轧制碳索结构钢的型钢和钢板 |
| (2)镇静钢 | 属脱氧完全的钢，浇注时在钢锭模里钢液镇静，没有沸腾现象。其优点是成分和质量均匀；缺点是金属的收得率低，成本较高。一般合金钢和优质碳素结构钢都为镇静钢 | |
| (3)半镇静钢 | 脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间的钢，因生产较难控制．目前产量较少 | |
| 4．按钢的 品质分 |
(1)普通钢 | 钢中含杂质元素较多，含硫量ws一般≤O．05％，含磷量wP≤0.045％，如碳素结构钢、低合金结构钢等 |
| (2)优质钢 | 钢中含杂质元素较少，含硫及磷量ws、wp，一般均≤0.04％，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等 | |
| (3)高级优质钢 | 钢中含杂质元素极少，含硫量ws一般≤O．03％，含磷量wP≤0.035％，如合金结构钢和工具钢等。高级优质钢在钢号后面，通常加符号“A”或汉字“高”，以便识别 | |
| 5．按钢的 用途分 |
(1)结构钢 | 1)建筑及工程用结构钢——简称建造用钢，它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等 2)机械制造用结构钢——是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢，主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等 |
| (2)工具钢 | 一般用于制造各种工具，如碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢等。如按用途又可分为刃具钢、模具钢、量具钢 | |
| (3)特殊钢 | 具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等 | |
| (4)专业用钢 | 这是指各个工业部门专业用途的钢，如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等 | |
| 6．按制造 加工形式 分 |
(1)铸钢 | 铸钢是指采用铸造方法而生产出来的一种钢铸件。铸钢主要用于制造一些形状复杂、难于进行锻造或切削加工成形而又要求较高的强度和塑性的零件 |
| (2)锻钢 | 锻钢是指采用锻造方法而生产出来的各种锻材和锻件。锻钢件的质量比铸钢件高，能承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸钢件高，所以凡是一些重要的机器零件都应当采用锻钢件 | |
| (3)热轧钢 | 热轧钢是指用热轧方法而生产出来的各种热轧钢材。大部分钢材都是采用热轧轧成的，热轧常用来生产型钢、钢管、钢板等大型钢材，也用于轧制线材 | |
| (4)冷轧钢 | 冷轧钢是指用冷轧方法而生产出来的各种冷轧钢材。与热轧钢相比，冷轧钢的特点是表面光洁、尺寸精确、力学性能好。冷轧常用来轧制薄板、钢带和钢管 | |
| (5)冷拔钢 |
冷拔钢是指用冷拔方法而生产出来的各种冷拔钢材。冷拔钢的特点是：精度高、表面质量好。冷拔主要用于生产钢丝，也用于生产直径在50mm以下的圆钢和六角钢，以及直径在76mm以下的钢管 |
表1．4非合金钢、低合金钢和合金钢合金元素规定含量界限值
(GB／T 13304—1991)
| 按化学成份 合金元素 |
合金元素规定含量(质量分数)界限值(％) | ||
| 非合金钢 | 低合金钢 | 合金钢 | |
| A1 | <O．10< DIV> | — | ≥O．10 |
| B | <0．0005 | — | ≥0．O005 |
| Bi | <O．10< DIV> | — | ≥O．10 |
| Cr | <O．30< DIV> | O．30～<O．50< DIV> | ≥O．50 |
| C0 | <0.10 | — | ≥O．10 |
| Cu | <O．10< DIV> | O．10～<O．50< DIV> | ≥0.50 |
| Mn | <1．00 | 1．00～<1.40 | ≥1.4 |
| Mo | <O．05< DIV> | 0.05～<0.10 | ≥O．10 |
| Ni | <O．30< DIV> | 0.30～<0.50 | ≥O．50 |
| Nb | <0.02 | 0.02～<0.06 | ≥O．06 |
| Pb | (O．40 | — | ≥0.40 |
| Se | <O．10< DIV> | — | ≥0.10 |
| Si | <O．50< DIV> | O．50～<0.90 | ≥O．90 |
| Te | <O．10< DIV> | — | ≥O．10 |
| Tj | <O．05< DIV> | O．05～<O．15< DIV> | ≥O．13 |
| W | <O．10< DIV> | — | ≥0.10 |
| V | <0.04 | O．04～<O．12< DIV> | ≥O．12 |
| Zr | <0.05 | 0.05～<0.12 | ≥0.12 |
| La系 (每一种元素) | <0.02 | 0.02～<0.05 | ≥0.05 |
| 其他规定元素 (S、P、c、N除外) |
<0.05 | — | ≥0.05 |
表1-5非合金钢的主要分类及举例(GB／T 13304--1991)
| 按主要质量等级分类 按主要特性分类 |
普通质量非合金钢 | 优质非合金钢 | 特殊质量非合金钢 |
| 以规定最高强度为主要特性的非合金钢 | 普通质量低碳结构钢板和钢带 GB912中的低碳钢牌号 GB2517中的RJ216、RJ235、RJ255、RJ294、RJ343 、RJ392 |
a．冲压薄板低碳钢 GB5213中的08A1 GB3276中的08、10 b．供镀锡、镀锌、镀铅板带和原板用碳素钢 GB2518 GB2520 GB4174 全部碳素钢牌号 GB5065 GB5066 c．不经热处理的冷顶锻和冷挤压用钢 |
|
| 以规定最低强度为主要特性的非合金钢 | a．碳素结构钢 GB700中的Q195、Q215的A、B级、Q235的A、B级、Q255的A、B级、Q275 b．碳素钢筋钢 GBl3013中的Q235 c．铁道用钢 GBll264中的50Q、55Q |
a．碳素结构钢 GB700中除普通质量A、B级钢以外的所有牌号及A、B级规定冷成型性及模锻性特殊要求者 b．优质碱素结构钢 GB699中除65Mn、70Mn、70、75、80、85以外的所有牌号 YB2009中的55Ti、60Ti、70Ti |
a．优质碳素结构钢 GB699中的65Mn、70Mn、70、75、80、85钢 b．保证淬透性钢 GB5216中的45H c．保证厚度方向性能钢 GB5313中的所有非合金钢 d．铁道用钢 |
| 以规定最低强度为主要特性的非合金钢 | GBll265中的Q235-A、Q255-A GBll266轻轨垫板用的碳素钢 GB2826钢轨垫板用的碳素钢 d．钢板桩钢 e．一般工程用不进行热处理的普通质量碳素钢YBl70中的所有普通质量碳素钢 |
c．锅炉和压力容器用钢 GB713中的20g、22g GB3087中的10、20 GB5310和GB5311中的20G GB6479中的10、20G GB6653中的20HP、15MnHP GB6654中的20R d．造船用钢 GB712中的A、B、D、E、AH32、DH32、EH32 GB5312中的C10、C20 GB9945中的A、B e．铁道用钢 GB2585中的U71、U74 GB8601中的CL60B级 GB8602中的LG60B级与LG65B级 YB354钢轨鱼尾板用碳素钢 f．桥梁用钢 YBl68中的16q |
GB5068中的LZ、JZ GB8601中的CL60A级 GB8602中的LG60与LG65的A级 e．航空用钢 包括所有航空专用非合金结构钢牌号 f．兵器用钢 包括各种兵器用非合金结构钢牌号 g．核压力容器用非合金钢 |
| 以规定最低强度为主要特性的非合金钢 | g．汽车用钢 GBll262中的12LW、15LW GB3088中的45 GB9947中的08Z、20Z、25Z h．锚链用钢 YB897中的M15、M20、M30 i．自行车用钢 GB3644中的Z06A1、ZQl95、ZQ215、ZQ235 GB3645中的ZQl95、ZQl95-F、ZQ215、ZQ215-Al、ZQ215-F、ZQ235、ZQ235-A1、ZQ235-F、Z06A1、Z09Mn、Z13Mn、Z17Mn、Z09A1 GB3646中的19Mn GB3647中的19Mn j．输油及输气管用钢 k．工程结构用铸造碳素钢 GBl1352中的ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640 |
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| 以规定最低强度为主要特性的非合金钢 | GB7659中的ZG200-400H、G230-450H、ZG275-485H 1．预应力及混凝土钢筋用优质非合金钢 |
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| 以碳含量为主要特性的非合金钢 | a．普通碳素钢盘条 GB701中的所有碳素钢牌号 b．一般用途低碳钢丝 GB343中的所有低碳钢牌号 c．花纹钢板 GB3277中的普通质量碳素结构钢 |
a．焊条用钢 GBl300中的H08、H08A、H08Mn、 H08MnA、H15A、H15Mn GB3429中的H08A ZBH4405中的H08A b．冷镦用钢 GB715中的BL2、BL3 GB5953中的MLl0～ML45 GB5955中的MLl5、ML20 GB6478中的ML08～MlA5、ML25Mn～ML45Mn c．花纹钢板 CB3277优质非合金钢 d．盘条钢 GB4354-中的25～65、40Mn～60 Mn ZBH44003 |
a．焊条用钢 GBl300中的H08E ZBH4405中的H08E、H08C b．碳素弹簧钢 GBl222中的65～85、65Mn GB4357中的所有非合金钢 c．特殊盘条钢 GB4355中的60、60Mn、65、65Mn、70、 70Mn、75、80、T8MnA、T9A ZBH44004中的60～85、60Mn、65Mn、 70Mn、75Mn、80Mn、85Mn d．非合金调质钢(符合本标准第二部 分中的3.1.3.1规定) e．非合金表面硬化钢(符合本标准第二部分中的3.1.3.1规定) f．火焰及感应淬火硬化钢(符合本标准 |
| 以碳含量为主要特性的非合金钢 | e．非合金调质钢(特殊质量钢除外) f．非合金表面硬化钢(特殊质量钢除外) g．非合金弹簧钢(特殊质量钢除外) |
第二部分中的3.1.3.1规定) g．冷顶锻和冷挤压钢(符合本标准第二部分中的3.1.3.1规定) |
|
| 非合金易切削钢 | 易切削结构钢 GB8731中的Y12、Y12Pb、Y15、Y15Pb、Y20、Y30 Y35、Y45Ca |
特殊易切削钢 要求测定热处理后冲击韧度等YB685 中的Y75 |
|
| 非合金工具钢 | a．碳素工具钢 GBl298中的全部牌号 YB483中的T12A b．碳素中空钢 GBl301中的ZKT8 |
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| 规定磁性能和电性能的非合金钢 | a．非合金电工钢板、带GB2521无硅电工钢板、带 b．具有规定导电性能(<9s／m)的非合金电工钢 |
a．具有规定导电性能(≥9s／m)的非合金电工钢 b．具有规定磁性能的非合金软磁材料 GB6983、GB6984、GB6985中的DT3、 DT3A、DT4、DT4A、DT4E、DT4C ZBH72001中的F7402-UF7402-V、 F7402-W |
|
| 其他非合金钢 | 栅栏用钢丝 | 原料纯铁 GB9971中的YTlF、YT2F、YT3、YT4 |
表1-6 低合金钢的主要分类及举例（GB/T13304-1991）
| 按主要质量等级分类 按主要特性分类 |
普通质量低合金钢 | 优质低合金钢 | 特殊质量低合金钢 |
| 可焊接低合金高强度结构钢 | e．桥梁用低合金钢 YBl68中的12Mnq、12MnVq、16Mnq、15MnVNq、15MnVNq YB(T)lO中的16Mnq、16MnCuq、15MnVq、15MnVNq f．自行车用低合金钢 GB3646中的12Mn、16Mn GB3647中的12Mn、16Mn |
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| 低合金耐候钢 | a．低合金高耐候性钢 GB4171中的09CuPCrNi-A、09CuPCrNi—B、09CUP b．可焊接低合金耐候钢 GB4172中的16CuCr、12MnCuCr、15MnCuCr、15MnCuCr-QT |
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| 低合金钢筋钢 | 一般低合金钢筋钢 GBl499中的20MnSi、 20MnTi、20MnSiV?25MnSi、 20MnNbb |
||
| 铁道用低合金钢 | 低合金轻轨钢 GBll264中的45SiMnP、50SiMnP |
a．低合金重轨钢 GB2585中的U71Cu、U71Mn、U70MnSi、U71MnSiCu b．起重机用低合金钢轨钢 GB3426中的U71Mn c．铁路用异型钢 GB8603中的09CuPRE GB8604中的09V |
铁路用低合金车轮钢 GB8601中的CL45MnSiV |
| 矿用低合金钢 | 矿用低合金结构钢 GB3414中的20MnK、25MnK、24Mn2K(热轧)、30Mn2K |
矿用低合金结构钢 GB3414中的20Mn2K(调质)、 20MnVK、34SiMnK |
|
| 其他低合金钢 | 易切削结构钢 GB8731中的Y40Mn |
刮脸刀片用低合金钢 GB3527中的Cr03 |
表1-7合金钢的分类GB／T 13304--1991)
| 分 类 |
主要质 量等级 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||||||
| 优质合金钢 | 特殊质量合金钢 | |||||||||||||||
| 主要使 用特性 |
工程结构 用钢 |
其他 |
工程结 构用钢 |
机械结构用钢(第4、6除外) | 不锈、耐蚀和耐热钢 | 工具钢 | 轴承钢 | 特殊物理性能钢 | 其他 | |||||||
| 按 其 他 特 性 对 钢 进 一 步 分 类 |
11 一般工程结构用合金钢 |
16 电工用硅(铝)钢(无 磁导率要求) |
21 压力容器用合金钢(4类除外) |
3l Mn(x)系钢 |
4l 马氏体型或 42 铁素体型 |
411／421 cr(x)系钢 | 51合 金工具 钢 |
511 Cr(x)系钢 |
6l 高碳铬轴承钢 |
71 软磁钢 (除16外) |
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| 412／422 CrNi(x)系钢 |
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| 12 合金钢筋钢 |
32 SiMn(x)系钢 | 512 Ni(x)、CrNi(x)系钢 | ||||||||||||||
| 413／423 CrNo(X) CrCo(x)系钢 |
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| 17铁道用合金钢 | 22热处理合金钢筋钢 | 513 M0(x)、CrMo(x)系钢 | 62 渗碳轴承钢 |
72 永磁钢 |
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| 414／424 CrAI(x) CrSi(x)系钢 |
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| 13 地质石油钻探用合金钢(23除外) |
23 经热处理的地质、石油钻探用合金钢 |
33 cr(x)系钢 |
514 v(x)、CrV(x)系钢 | 63 不锈轴承钢 |
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| 73 无磁钢 |
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| 415／425其他 | 515 w(x)、CrW(x) 系钢 |
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| 34 CrMo(x)系钢 |
431／441／451 CrNi(x)系钢 |
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| 74 高电阻钢和 合金 |
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| 432／442／452 CrNiMo(x)系钢 | 516 其他 |
64 高温轴承钢 |
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| 43 奥氏体型或 44 奥氏体一铁素体型或 45 沉淀硬化型 |
52 高 速 工 具 钢 |
521 WMo系钢 |
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| 35 CrNiMo(x)系钢 | 433／443／453 CrNi+面或Nb钢 | |||||||||||||||
| 24 高锰钢 |
522 w系钢 |
65 无磁轴承钢 |
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| 434／444／454 CrNiMo+Ti或Nb钢 | ||||||||||||||||
| 36 Ni(x)系钢 |
523 Co系钢 |
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| 435／445／455 CrNi+V、w、co钢 |
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| 37 B(x)系钢 |
436／446 CrNiSi(x)系钢 | |||||||||||||||
| 437 CrMnNi(x)系钢 | ||||||||||||||||
| 38 其他 |
||||||||||||||||
| 438 其他 |
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