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里氏硬度測試技術是國際上繼布、洛、維、肖氏硬度之后新發(fā)展的一種技術，依據(jù)里氏硬度理論制造的里氏硬度儀改變了傳統(tǒng)的硬度測試方法。由于里氏硬度計沖擊裝置小如一只筆，可以手握沖擊裝置在生產現(xiàn)場直接對工件進行各種方向的硬度檢測，因此是其它臺式硬度儀所難以勝任的。自里氏硬度儀誕生以來，在國際上的普及程度越來越廣。在中國，里氏硬度技術已有初步發(fā)展，為了推廣這一先進技術，參照國際標準，機械工業(yè)部已頒布了"里氏硬度儀技術條件ZBN7l010-90"，國家質量技術監(jiān)督局已頒布"金屬里氏硬度試驗方法GB/T17394-1998"。
一、什么是里氏硬度
里氏硬度的概念是由瑞士Dr.DietmarLeeb博士提出來的，它是一種動態(tài)硬度試驗法。硬度傳感器的沖擊體在與被測工件沖擊過程中，距工件表面1mm時的反彈速度與沖擊速度的比值乘以1000，定義為里氏硬度值，以HL表示里氏硬度計算公式如下：
HL=Vb/Va×1000
Vb:表示反彈速度
Va:表示沖擊速度
二、里氏硬度儀的特點
1、肖氏及里氏硬度均屬動載測試法，但肖氏考察的是沖擊體反彈的垂直高度，因此決定了肖氏硬度儀要垂直向下使用，這勢必在實際使用中造成很大的局限性；而里氏就不同了，里氏考察的是沖擊體反彈與沖擊的速度，通過速度修正，可在任意方向上使用，極大地方便了使用者。
2、通常使用的布、洛、維氏硬度計．由于體積龐大，不便于在現(xiàn)場使用，特別是需測試大、重型工件時。由于硬度計工作臺無法容納，所以根本無法檢測。而里氏硬度儀無需工作臺，其硬度傳感器小如一只筆，可用手直接操作，無論是大、重型工件還是幾何尺寸復雜的工件都能容易地檢測。
三、里氏硬度的相關因素
里氏硬度試驗法既然是動載測試法，那么里氏硬度值必然與金屬材料的彈性模量E有關．而材料的不同所對應的彈性模量也不同所以里氏硬度儀是按材料種類進行分類測試的。
四、里氏硬度與其它硬度的轉換
里氏硬度值與其它硬度值(HRC、HRB、HB、HV、HSD)之間有對應關系．因此可將里氏值(HL)轉換成其它硬度值．里氏硬度儀可通過機內微電腦進行自動轉換。
五、里氏硬度與其它硬度的分類對比及檢測要求
從微觀形變上分類，布、洛、維氏硬度考察的是材料的塑性形變，表現(xiàn)為壓痕的大小或深度；里、肖氏硬度考察的是材料的彈性形變，表現(xiàn)為反彈速度的大小或高度。
六、里氏硬度儀對測量的要求
1、試樣表面的要求
測試面應有金屬光澤，不應有氧化皮及其它污物，表面粗糙度應符合如下要求：
沖擊裝置類型試件表面粗糙度(um)
D、DC型≤1.6
G型≤6.3
C型≤0.4
2、試樣重量要求
試樣必須有足夠的質量及剛性以保證在重建過程中不產生位移或彈動，質量應符
合如下要求：沖擊裝置類型試樣質量(Kg)
穩(wěn)定放置固定或夾持需耦合
D、DC型>52～50.05～2
G型>155～150.5～5
C型>1.50.5～1.50.02～0.5
3、試樣厚度要求
試樣應有足夠的厚度，最小厚度應符合如下要求：沖擊裝置類型試樣最小厚度(mm)
D、DC型5
G型10
C型1
4、試樣具有表面硬化層，其硬化層深度應符合如下要求：沖擊裝置類型表面硬化層深度
D、DC型≥0.8
C型≥0.2
5、對于凹、凸、圓柱面及球面試樣，其表面曲率半徑應符合如下要求：沖擊裝置類型表面曲率半徑(mm)
D、DC型≥30
C型≥50
對于表面為曲面的試樣，應使用適當?shù)闹苇h(huán)，以保證沖擊頭沖擊瞬間位置偏差在0.5mm之內。
6、試樣不應帶有磁性。
7、每個測量點間距應大于3～4mm，不可在同一點上重復測試，否則會引起較大的誤差。同時會減短傳感器的使用壽命。
七、影響里氏硬度計測試精度的幾個問題
由于里氏硬度儀是在動態(tài)力作用下測定金屬硬度的，所以影響測試結果準確性的因素比較多，故應對這些因素如以一定的限制，主要包括:試驗條件、試驗對象、操作技術和數(shù)據(jù)處理等幾個關健環(huán)節(jié)，下面將就一些具體問題探討一下：
1、試件曲率對精度的影響，
在現(xiàn)場工作中，經(jīng)常遇到曲面的試件，各種曲面對硬度測試結果的影響不同，在正確操作的情況下，沖擊體落在試件表面瞬間的位置與平面試件相同，故通用支撐環(huán)即可。但當曲率小到一定尺寸時，由于平面條件的變形和彈性狀態(tài)相差顯著，會使沖頭回彈速度偏低，從而使里氏硬度示值偏低。
2、數(shù)據(jù)換算產生的誤差
里氏硬度換算為其他硬度時的誤差包括兩個方面，一方面是里氏硬度本身測量誤差，里氏硬度換算為其他硬度時的誤差包括兩個方面，一方面是里氏硬度本身測量誤差，這涉及到按同一方法重復進行試驗時的分散和對于多臺同型號里氏硬度計的誤差。另一方面是比較不同硬度試驗方法所測硬度產生的誤差，這是由于各種硬度方法之間不存在明確的物理關系，并受到相互比較中測量不可靠性影響的原因。
本儀器的硬度換算是自動完成的，故可用布氏、洛氏、維氏、肖氏硬度標準塊直接確定
3、特殊材料引起為誤差
高合金鋼
◆所有奧氏體鋼
◆在高速鋼中，耐熱工具鋼和萊氏體鉻鋼(工具鋼類)硬質材料(萊氏體碳化物，例如M7C3和M6C會引起彈性模量增加，從而使HL值偏低。這類鋼應在橫截面上進行測試。
◆局部冷卻硬化，例如由于切割或不適當?shù)脑嚇又苽湟矔?/span>HL值偏高。
磁性鋼
◆在檢驗磁性材料硬度時，由于磁場影響，會使HL值偏低，如磁場較強，建議不用此種測試方法。
表面硬化鋼
◆表面產生硬化的材料，尤其是經(jīng)表面處理的鋼，由于基體軟，會使HL值偏低，當硬化層大于0.8mm時(C型沖擊裝置為0.2mm)，則不影響HL值。
對于特殊材料可用以下方法，自己建立對比關系。
◆試驗面必須仔細制備
◆如不進行耦合，選擇的試樣足寸盡可能大
◆試樣硬度在硬度計換算范圍內
◆用相應測量范圍的硬度塊檢查靜態(tài)硬度計準確性。
◆在試樣上用靜態(tài)硬度計測三個點，并在壓痕周圍用里氏變度儀測五個值，取其平均值。比較兩種方法測出的硬度值即可得出誤差范圍。也可用一組不同硬度試樣用上述方法繪出換算曲線。
4、齒輪檢測的誤差
一般情況下，里氏硬度儀對于模數(shù)大于7的齒輪齒面的檢測是可以保證精確度的，但齒輪模數(shù)小于7時，由于齒面較?。粶y試誤差相對較大，對此，用戶可根據(jù)情況設計相應的工裝，將有利于減小誤差。
5、材料彈性、塑性的影響
里氏值除與硬度、強度相關外，更與彈性模量有關，硬度值是材料硬度和塑性的特征參數(shù)，因為兩者的成分必然是共同測定的。
在彈性部分，首先明顯受E模量影響，在這方面當材料的靜態(tài)硬度相同，而E值大小不同時。E值低的材料，HL值較大。
根據(jù)材料的彈性模量。合金類型及熱處理狀態(tài)可以對各種材料分類。
6、熱軋方向造成構誤差
當被測工件系熱軋工藝成型時，如果測試方向與軋制方向一致，會因彈性模量"E"偏大而造成測試值偏低，故測試方向應垂直于熱軋方向。
例如：測圓柱件截面硬度時，應在徑向測試為好(一般圓柱件熱軋方向為軸向)。
7、其它因素的影響
對管件測試時需注意以下幾點：
◆管件注意穩(wěn)固支撐
◆測試點應靠近支撐點且與支撐力平行
◆管壁較薄時在管內放入適當芯子
在熱處理過程中，有時會造成金屬材質發(fā)生改變（如20Cr鋼經(jīng)滲碳-淬火后由合金結構鋼變成低合金工具鋼），在此情況下，應注意選擇適當?shù)慕饘俨牧稀?/span>
工件本身的硬度離散性也造成試值誤差，應根據(jù)經(jīng)驗分析硬度分布，合理解釋試值誤差。操作方法、試樣制備、探頭配置如不正確，也會造成誤差。
總之：所有硬度計都不是萬能的、不是能夠解決所有問題、完美無瑕的！而便攜式里氏硬度計，測值簡易、痕跡小、硬度值測量廣泛、攜帶方便，不受空間、方位等限制，是臺式硬度機的有益補充和擴展！在模具，軋輥、容器制造、鍛壓等行業(yè)大有蔓延的趨勢，不可忽視其流行的作用！
八、THI90里氏硬度計是功能最全、、配置最高、性價比最好的便攜式里氏硬度計
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THI90里氏硬度計
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一、產品概述：
THI90便攜式里氏硬度計依據(jù)里氏硬度測量原理，可以方便快捷地對鋼和鑄鋼、合金工具鋼、不銹鋼、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋁合金、銅鋅合金（黃銅）、銅錫合金（青銅）、純銅、 鍛鋼等多種金屬材料進行測量，即刻顯示硬度測量值的同時，可以在不同硬度制式間自由轉換，可預先設置公差限，超出范圍自動報警．THI90便攜式里氏硬度計采用國際流行的熱敏打印機與儀器集成為一體，并具工作安靜、打印速度快，可以現(xiàn)場打印檢測報告。依托穩(wěn)定的低功耗ＩＣ集成電路，全中文顯示，菜單式操作簡單方便，七種異型沖擊裝置無需校準，自動識別．USB接口傳輸，大容量存儲，并附有PC機人性化數(shù)據(jù)處理軟件及USB即插即用數(shù)據(jù)線纜．150個小時的待機時間，內置鎳氫可充電電池及充電控制電路，攜帶方便．THI90便攜式里氏硬度計特別適合工作現(xiàn)場和野外作業(yè)．
二、THI90便攜式里氏硬度計產品特點：
·依據(jù)里氏硬度測量原理，可以對多種金屬材料進行檢測。
·一臺主機可配備7種不同沖擊裝置使用，自動識別沖擊裝置類型,更換時無需重新校準。
·支持“鍛鋼（Steel）”材料，當用D/DC型沖擊裝置測試“鍛鋼”試樣時，可直接讀取HB值，無需人工查表?？深A先設置硬度值上、下限，超出范圍自動報警，方便用戶批量測試的需要。
·采用大屏幕128×64圖形點陣液晶顯示器，信息豐富、直觀。
·全中文顯示，菜單式操作，操作簡單、方便。
·有EL背光顯示，方便在光線昏暗環(huán)境中使用。
·可存儲最大500組（沖擊次數(shù)32～1）硬度測量數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)包括單次測量值、平均值、測量日期、沖擊方向、次數(shù)、材料、硬度制等信息。
·熱敏打印機與儀器集成為一體，工作安靜、打印速度快，可以現(xiàn)場打印檢測報告。
具有軟件校準功能。
·內置鎳氫可充電電池及充電控制電路；可連續(xù)工作不小于150小時；具有自動休眠、自動關機等節(jié)電功能。
·液晶上有剩余電量指示圖標，可實時顯示電池剩余電量；具有充電過程指示，操作者可隨時了解充電程度。
·有USB接口，可以方便、快捷地與PC機進行數(shù)據(jù)交換?？膳鋫湮C軟件，具有傳輸測量結果、測值存儲管理、測值統(tǒng)計分析、打印測值報告、批量設定儀器參數(shù)等豐富功能，滿足質量保證和管理的更高要求。
·儀器小巧、便攜、可靠性高，適用于惡劣的操作環(huán)境，抗振動、沖擊和電磁干擾。
·外形尺寸：212mm×80mm×32mm
三、主要應用領域：
·THI90便攜式里氏硬度計廣泛應用于已安裝的機械或永久性組裝部件；軸承及其它零件；壓力容器、汽輪發(fā)電機組及其設備的失效分析；重型工件；試驗空間很狹小的工件；要求對測試結果有正規(guī)的原始記錄；金屬材料倉庫的材料區(qū)分；大型工件大范圍內多處測量部位的快速檢驗。
四、技術參數(shù)：
·測量范圍：(170-960)HLD,(17-68.5)HRC,(19-651)HB,(80-976)HV,(30-100)HS, (59-85)HRA,(13-100)HRB
·測量方向：支持360º(垂直向下、斜下、水平、斜上、垂直向上)
·硬度制式：里氏(HL)、布氏(HB)、洛氏B(HRB)、洛氏C(HRC)、洛氏A(HRA)、維氏(HV)、肖氏(HS)
·示值誤差：HLD：±5 HRC：±1 HB：±4
·顯 示：點陣LCD，128×64圖形點陣液晶
·熱敏式打印機，工作安靜，可打印任意份數(shù)的測試結果，滿足現(xiàn)場的需要
·打印紙寬：（57.5±0.5）mm；打印紙卷直徑：30mm
·工作電壓：6V鎳氫電池組
·充電電源：9V/500mA；充電時間2.5～3.5小時
·持續(xù)工作時間：約150小時（不打印、不開背光時）
·通訊接口標準：USB1.1
五、THI90便攜式里氏硬度計工作條件：
環(huán)境溫度：操作溫度－10～＋50℃；存儲溫度：-30℃～＋60℃；
相對濕度≤90％；
周圍環(huán)境無強烈振動、無強烈磁場、無腐蝕性介質及嚴重粉塵。
六、開機顯示與簡要說明：
開機后會自動進入主顯示界面，如下圖所示：
·電池電量：顯示剩余電量。
·沖擊方向：當前沖擊方向。
·平均值：達到設定的沖擊次數(shù)后，顯示平均值時出現(xiàn)。
·硬度制式：當前測量值的硬度制。
·測量值：當前單次測量值（無平均值提示），當前平均值（有平均值提示）。
·顯 示：表示超過轉換或測量范圍，表示低于轉換或測量范圍。
·材 料：當前設定的材料。
·沖擊次數(shù)：測量時顯示已經(jīng)完成的沖擊次數(shù)，用次數(shù)快捷鍵設置沖擊次數(shù)時顯示設置的沖擊次數(shù)，瀏覽單次測量值時·顯示單次測量值的對應次數(shù)。
七、THI90便攜式里氏硬度計USB數(shù)據(jù)處理軟件：
·存入：將測量出來的數(shù)據(jù)存儲
·調出：將數(shù)據(jù)從主機中調出
·打?。簩?shù)據(jù)打印輸出，A4界面
·超限：設置公差限后的超限顯示
·清除：清除測量數(shù)據(jù)
·連接：設定與主機連接
·斷開：設定與主機斷開
·下載：把數(shù)據(jù)下載到本地，實現(xiàn)海量存儲
·設置：參數(shù)設置
·幫助：即時幫助功能
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選擇配置
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序號
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名稱
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數(shù)量
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備注
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1
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異型沖擊裝置
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7種
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2
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異型支撐環(huán)
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12個
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3
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沖擊球頭
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2種
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4
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尼龍刷B
|
1個
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G型沖擊裝置時使用
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5
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更換沖擊球頭工具
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1只
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六、里氏硬度計測量范圍表：
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材料
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硬度制
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沖擊裝置
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D/DC
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D+15
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C
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G
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E
|
DL
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Steel and cast steel
鋼和鑄鋼
|
HRC
|
17.9～68.5
|
19.3～67.9
|
20.0～69.5
|
|
22.4～70.7
|
20.6～68.2
|
|
HRB
|
59.6～99.6
|
|
|
47.7～99.9
|
|
37.0～99.9
|
|
HRA
|
59.1～85.8
|
|
|
|
61.7～88.0
|
|
|
HB
|
127～651
|
80～638
|
80～683
|
90～646
|
83～663
|
81～646
|
|
HV
|
83～976
|
80～937
|
80～996
|
|
84～1042
|
80～950
|
|
HS
|
32.2～99.5
|
33.3～99.3
|
31.8～102.1
|
|
35.8～102.6
|
30.6～96.8
|
|
Steel鍛鋼
|
HB
|
143～650
|
|
|
|
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CWT、ST
合金工具鋼
|
HRC
|
20.4～67.1
|
19.8～68.2
|
20.7～68.2
|
|
22.6～70.2
|
|
|
HV
|
80～898
|
80～935
|
100～941
|
|
82～1009
|
|
|
Stainless steel
不銹鋼
|
HRB
|
46.5～101.7
|
|
|
|
|
|
|
HB
|
85～655
|
|
|
|
|
|
|
HV
|
85～802
|
|
|
|
|
|
|
GC. IRON
灰鑄鐵
|
HRC
|
|
|
|
|
|
|
|
HB
|
93～334
|
|
|
92～326
|
|
|
|
HV
|
|
|
|
|
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|
|
NC、IRON
球墨鑄鐵
|
HRC
|
|
|
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|
|
|
|
HB
|
131～387
|
|
|
127～364
|
|
|
|
HV
|
|
|
|
|
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|
C．ALUM
鑄鋁合金
|
HB
|
19～164
|
|
23～210
|
32～168
|
|
|
|
HRB
|
23.8～84.6
|
|
22.7～85.0
|
23.8～85.5
|
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BRASS
銅鋅合金
（黃銅）
|
HB
|
40～173
|
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|
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HRB
|
13.5～95.3
|
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BRONZE銅錫合金
（青銅）
|
HB
|
60～290
|
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COPPER純銅
|
HB
|
45～315
|
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七、里氏硬度計沖擊裝置：
沖擊裝置技術參數(shù)一覽
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異型沖擊裝置
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DC（D）/DL
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D+15
|
C
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G
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E（需進口）
|
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沖擊能量
沖擊體質量
|
11mJ
5.5g/7.2g
|
11mJ
7.8g
|
2.7mJ
3.0g
|
90mJ
20.0g
|
11mJ
5.5g
|
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球頭硬度:
球頭直徑:
球頭材料:
|
1600HV
3mm
碳化鎢
|
1600HV
3mm
碳化鎢
|
1600HV
3mm
碳化鎢
|
1600HV
5mm
碳化鎢
|
5000HV
3mm
金剛石
|
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沖擊裝置直徑:
沖擊裝置長度:
沖擊裝置重量:
|
20mm
86(147)/ 75mm
50g
|
20mm
162mm
80g
|
20mm
141mm
75g
|
30mm
254mm
250g
|
20mm
155mm
80g
|
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試件最大硬度
|
940HV
|
940HV
|
1000HV
|
650HB
|
1200HV
|
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試件表面平均粗糙度Ra:
|
1.6μm
|
1.6μm
|
0.4μm
|
6.3μm
|
1.6μm
|
|
試件最小重量:
可直接測量
需穩(wěn)定支撐
需密實耦合
|
>5kg
2～5kg
0.05～2kg
|
>5kg
2～5kg
0.05～2kg
|
>1.5kg
0.5～1.5kg
0.02～0.5kg
|
>15kg
5～15kg
0.5～5kg
|
>5kg
2～5kg
0.05～2kg
|
|
時代里氏硬度計
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