考研专业全面解析—材料科学与工程专业_中国研究生招生信息网
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2014年考研专业全面解析——材料科学与工程专业_中国研究生招生信息网
考研专业知识库
考研材料科学与工程专业：“小材料” 大前途
说到材料，一般人首先想到的是工业原材料，材料学研究似乎就是对材料的加工和制造成工业成品。其实，材料学不仅涉及国家重大项目建设，而且深入百姓生活，可谓“上天入地，无所不包”。
材料科学与工程是21世纪国家重点发展领域，很多理工科院校设立了相关院系，同时也是很多考研同学青睐的热门专业。这个专业究竟有何特点?各研究生招生单位又有些什么不同特点?就业趋势如何？我们一起走近材料学院揭开其神秘面纱。
考研专业全面解析汇总
材料科学与工程专业学科概况及内涵
材料已与信息、能源并列为国民经济的三大支柱。材料是社会进步的物质基础和先导，是冶金、机械、化工、建筑、信息、能源和航天航空等工业的支撑。材料作为社会生产生必要的组成部分，早已作为一个统一的范畴进入政治家和产业界的视野，独立的材料科学与工程学科也应运而生。
材料科学与工程学科属于工学门类的一级学科，它主要研究材料的组成结构、合成加工、基本性质及使役性能等要素和它们之间相互关系的规律，并研究材料的生产过程及其技术。根据材料的组成形式，可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。 []
最易混淆的考研专业
材料科学与工程专业学科范围及培养目标
材料科学与工程一级学科设有材料物理与化学、材料学、材料加工工程、高分子材料与工程和资源循环科学与工程5个学科方向。
硕士学位具有一定的创新能力;具备基本的材料科学与工程基础理论知识和系统的专业知识，了解本学科的发展动向，能够掌握相关材料研究领域中先进的工艺设备、测试手段及评价技术;具有从事科学研究工作和技术工作的能力;能做出具有学术价值或应用价值的研究成果。
材料科学与工程专业考研选校所需要考虑的三大因素
选择合适的材料科学与工程院校报考是考研成功的关键，也关系到未来人生的发展。这个过程并非可有可无。只有综合考虑各方因素，才算是对自己未来二到三年的研究生时光以及随后的职业生涯负责。考研选校的最重要的因素应该是就业。
上海交通大学材料科学与工程学院
上海交通大学是中国最早建立材料科学与工程学科的高校之一。在教育部历年组织的评估中，交大材料学院一直排名在全国前5名。2003年“材料科学及工程”一级学科排名评估中，上海交通大学材料科学及工程学科被评为全国第一。
北京航空航天大学材料科学与工程学院
北京航空航天大学材料科学与工程学院起源于1954年成立的航空冶金系，2001年建立材料科学与工程学院，下设材料科学系、材料物理与化学系、材料加工工程与自动化系、高分子及复合材料系。材料科学与工程学科为国家一级重点学科。
浙江大学材料科学与工程学系
浙江大学材料科学与工程学系是我国高校中最早成立的综合性材料系。目前设有金属材料、无机非金属材料、半导体材料、材料物理等4个研究所以及浙江大学电子显微镜中心。材料科学与工程学系属于国家重点一级学科。
备考建议：理实并重，提前规划
清华材料系考研心得——初试篇
北京理工大学材料学院考研复习心得及复试
热门院校的材料学专业考生报考踊跃，故多不接受调剂。建议考生慎重考虑第一志愿报考。专业课备考阶段，考生要多看材料科学的基础知识，在背记的同时要多加理解。专业课多以问答题形式出现，考生要拓展知识面，稳拿基础分。
材料科学与工程专业的特点，决定了它对物理、化学、机电、电子等跨学科专业考生的需求，各校普遍对这些专业学生持欢迎态度。为了给跨专业报考的考生提供一个更加公平合理的考试机会，一些学校，如北工大已在考虑是否在初试科目中增加一些相关学科的知识。
清华材料的专业课很难，对于外校的考研学习来说是相当的难。必须认真掌握好每次个知识点，如果心存侥幸，就算过了初试，复试也希望不大(清华材料复试也是500分)。
我选的材科基+物化。试卷为两部分，物化75分，材科基75分。看似2本书，但全面一点讲有6本：南大物化甲(上、下)，硅酸盐物理化学(武汉理工大学)，材料科学基础(武汉理工大学)，材料科学基础(清华)，材料化学(清华)。不过看似多，但很多知识点是重复的，而且很少有人能全看完看会。
专业课复习
专业课复习需要有的资料大概有教材，教材配套习题，历年真题，课件等。学术型硕士研究生对应的专业是材料科学与工程，专硕是材料加工工程。这两类可选专业课考试科目是材料科学基础，高分子物理，材料力学(三选一，任你选)。复习方法我采取的是对应课件复习教材做笔记，整理出来，然后对真题进行分章整理，完毕后对考过的题重点背诵，没考过的知识点重点理解。
复试前准备
关于复试 按照时间顺序来讲：
材料科学与工程专业就业：高技术人才供不应求
专业性强，国家重视，高技术人才供不应求
材料科学与工程专业是目前的热门学科，材料学为材料设计、制造、工艺优化和合理使用提供科学依据
,专业性比较强，现代材料学科更注重研究各类材料及它们之间相互渗透的交叉性和综合性，经历近半个世纪对材料微观结构和宏观性质相关机制的探索和认识，材料学得到巨大拓展，一些具有特殊功能的材料日益受到重视并快速发展，极大地推动着现代科技工业的不断进步，也为材料学的发展提供了前所未有的机遇和空间，这就需要有一定专业知识的人才投入到科研工作中去实现。
编辑：李晋波 美工：王培
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工程材料(机械类)试题答案以及复习要点归纳汇总(完整版).doc 48页
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《工程材料学》试题答案以及复习重点汇总
机械工程材料复习
材料结构与性能：
⒈材料的性能：
①使用性能：机械性能（刚度弹性）、面心立方（）各各同性
2）成分、组织对性能的影响
①硬度(HBS)：随C﹪↑,硬度呈直线增加， HBS值主要取决于组成相的相对量。
②抗拉强度()：C﹪＜0.9%范围内，先增加，C﹪＞0.9～1.0％后，值显著下降。
③钢的塑性()、韧性()：随着C﹪↑,呈非直线形下降。
3）硬而脆的化合物对性能的影响：
第二相强化：硬而脆的化合物，
若化合物呈网状分布：则使强度、塑性下降；
若化合物呈球状、粒状（球墨铸铁）：降低应力集中程度及对固溶体基体的割裂作用，使韧性及切削加工性提高；
呈弥散分布于基体上：则阻碍位错的移动及阻碍晶粒加热时的长大，使强度、硬度增加，而塑性、韧性仅略有下降或不降即弥散强化；
呈层片状分布于基体上：则使强度、硬度提高，而塑性、韧性有所下降。
⑵。塑性变形组织与性能
1）组织与性能的变化
金属塑性变形后产生晶格畸变，晶粒破碎现象，处于组织不稳定状态的非平衡组织，
非平衡组织向平衡组织转变：可通过再结晶、时效及回火实现。
加工硬化， 物电阻增大、耐蚀性降低等，各向异性：
产生纤维状组织；晶粒破碎、位错密度增加；织构现象的产生；残余内应力。
2)变形金属在加热过程中组织和性能的变化
回复（去应力退
性能及应用
回火M（M’）
保持高硬度，降低脆性及残余应力，用于工模具钢，表面淬火及渗碳淬火件
过和碳化物()
回火屈氏体（T’）
硬度下降，韧性、弹性极限和屈服强度↑，用于弹性元件
保留马氏体针形F+细粒状Fe3C
回火索氏体（S’）
强度、硬度、塑性、韧性、良好综合机械性能，优于正火得到的组织。中碳钢、重要零件采用。
多边形F+粒状Fe3C
通过合金化(加入合金元素)组成固溶体，使金属材料得到强化称为固溶强化Fe3C），若呈网状分布：则使强度、塑性下降；
若呈球状、粒状（球墨铸铁）：使韧性及切削加工性提高；
呈弥散分布于基体上：使强度、硬度增加，塑性、韧性仅略有下降或不降即弥散强化；
呈层片状分布于基体上：强度、硬度提高，而塑性、韧性有所下降。
形变强化：金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度通过热处理等手段发生固态相变，获得需要的组织结构，使金属材料得到强化加热保温缓冷。加热Ac3＋（20～30℃）温度，保温缓冷组织：P+F
目的：①细化，均匀化粗大、组织②降低硬度→切削性↑③消除内应力
应用：（）亚共折钢，共析钢球化退火加热Ac＋（0～30℃），保温缓冷（Ar1－（0～30℃））应用：过，共析钢组织：球状P（F+球状Cem）
目的：①II及Fe3C共析球化→HRC↓，韧性↑→切削性↑
②为淬火作准备球化扩散退火
加热℃，10～20h,组织：P+F或P+Fe3CII
目的：消除偏析
4）去应力退火（退火）
加热：Ac1－（0～）℃目的：消除加工硬化组织：S（F＋Fe3C）应用：⑴. 淬透性：在规定淬火条件下得到M的能力的大小。
淬透性评定：用标准试样在规定条件下淬火，能淬透的深度或全部淬透的最大直径表示。
⑵.淬透层深度：从表面至半M区的距离。与钢的淬透性及外在因素有关。
影响因素：I． 越小，淬透层越深；II．工件体积越小，淬火时的冷速越快，淬透层越深；Ⅲ。水淬比油淬的淬透层深；
⑶.淬硬性：由M中C%↑，钢的淬硬性越好。
⒋淬火工艺
⑴淬火加热温度
①亚共析碳钢： ＋（30～50℃），组织：均匀细小M组织
温度太高， M粗大，淬火应力，变形和开裂倾向增大。加热温度＜时，硬度降低。
②共析和过共析碳钢：
加热：＋（30～50℃）。组织：M＋Fe3CII＋Ar，
若在～Acm以上淬火，→A粗大→高碳M粗大→力学性能↓，变形开裂↑
③合金钢：加热温度＞碳钢
⑵淬火方法
①单介质淬：简单碳钢及合金钢工件。碳钢水、合金钢、小碳钢油
②双介质淬火
先水，后油冷却。复杂高碳钢及大型合金钢工件。
③分级淬火
稍高于Ms的盐浴或碱浴中保温，再取空冷。用于：小尺寸工件及刀具。
④贝氏体等温淬火：
稍高Ms温度的盐浴或碱浴中冷却＋保温，获得B下。用于：形状复杂和性能较高的较小零件。
⑤深冷处理：在0℃以下的介质中冷却的热处理工艺。
目的：减少Ar获最大数量M，提高硬度、耐磨性，稳定尺寸。
用于：精密工件，量具。
⒌表面淬火
⑴原理：（交变磁场→感应电流→工件电阻→加热，集肤效应→表面加热
工艺：水（乳化液）喷射淬火＋（180～200℃）低温回火，
⑵感应加热表面淬火的分类
1)高频淬火
淬硬层深度0.5～2.5㎜；中小零件。
2)中频淬火
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工程材料及成型技术习题及答案
第 21 页 共 30 页 16、 金属在变形过程中产生变形织构时会对性能带来什么影响? 织构都是有害的吗? 17、 分析加工硬化在生产中的应用以及在材料加工中的不利影响。 18、 金属产生冷变形后其内应力会发生什么变化? 影响内应力大小的主要因素有哪些? 19、 金属产生冷变形后形成的内应力对金属的性能有什么影响? 20、 分析冷塑性变形后的金属在加热过程中随着温度升高其组织和性能将会发生什么变化? 21、 回复、再结晶、晶粒长大阶段，金属的组织和性能特点是什么? 应如何控制冷变形金属的再结晶退火温度? 22、 再结晶过程是一个相变过程吗? 为什么? 23、 影响再结晶温度的主要因素有哪些? 24、 画图分析再结晶后的晶粒大小与金属的冷塑性变形程度的关系。 25、 如何划分金属材料的冷加工和热加工? 并举例说明。 26、 分析和比较金属材料冷加工和热加工的特点和应用。 27、 热加工对金属材料组织和性能的影响是什么? 28、 钢材在锻造温度范围变形时会不会产生加工硬化现象? 为什么? 29、 铅板在室温下进行弯折会逐渐变硬，但放置一段时间后又会恢复到原来的柔软程度，试解释其原因。 30、 冷拔制成的管材在冷弯成形时(如冷拔纯铜管制造空调器管件或机器上的输油管件时)，为了避免成形时开裂应提前进行什么热处理? 为什么? 31、何谓塑性变形？塑性变形的实质是什么？ 32、如何提高金属的塑性？最常用的措施是什么？ 33、“趁热打铁”的含义何在？ 34、为什么大型锻件必须采用自由锻的方法制造？ 35、为什么胎模锻可以锻造出结构比较复杂的锻件？ 36、何谓模锻斜度？锻件为何必须在转角处设置圆角？如何选择模锻斜度和圆角？何谓冲孔连皮？模锻为何不能锻出通孔？ 37、摩擦压力机上的模锻有何特点？ 38、下列制品应采取哪种方法制造毛坯？ （1）活动扳手（大批量生产） （2）铣床主轴（单件生产） （3）起重机吊钩（小批量生产） （4）万吨轮船主传动轴（单件生产） 39、板料冲压生产有何特点？应用范围如何？ 40、用Φ50mm冲孔模来生产Φ50mm的落料件能否保证落料件的精度？为什么？ 41、何谓弯回弹？请列举减少弯曲回弹的常用措施。 42、圆筒件拉深时为何会起皱？生产中常用何种方法防止拉深件起皱？ 43、举出一常见冲压件的实力实例并说明其生产过程 答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fbmuda.html 第 22 页 共 30 页 44、比较落料和拉深所用凸凹模结构和间隙有何不同，为什么？ 45、精密模锻需要哪些措施才能保证产品的精度？ 46、挤压零件的生产特点是什么？
焊接与胶接成形 1、 简述焊条电弧焊的原理及过程。 2、 焊接时，为什么要对焊接区进行保护？有哪些措施？ 3、 焊接接头由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 4、什么是焊接热影响区？焊接热影响区对焊接接头有哪些影响？如何减少或消除这些影响？ 5、酸性焊条和碱性焊条的药皮成分、使用性、焊缝性能各有哪些区别？哪些钢种焊件应考虑选用碱性焊条？ 6、产生焊接应力和变形的原因是什么？防止焊接应力和变形的措施有哪些？ 7、试从焊接质量、生产率、焊接材料、成本和应用范围等方面比较下列焊接方法： （1）焊条电弧焊
（2）埋弧焊
（3）氩弧焊
（4）二氧化碳气体保护焊 8、如何选择焊接方法？下列情况应选用什么焊接方法？简述理由。 （1）低碳钢桁架结构（如厂房屋架） （2）厚度20mm的Q345（16Mn）钢板拼成大型工字梁 （3）纯铝低压容器 （4）低碳钢薄板（板厚1mm）传送带 （5）供水钢制管道维修 9、生产下列焊接结构时应选用什么焊接方法： （1）2吨起重机吊臂，材料Q235，单件生产 （2）铝合金平板，厚度5mm，对接，批量生产 （3）自行车钢圈对接，大批生产 （4）汽车油箱焊合，大批生产 （5）电机转子对接，一头结构钢，一头耐热钢，大批生产 （6）建筑工地钢筋对接，大批生产 10、低碳钢的焊接有何特点，为什么铜及铜合金、铝及铝合金焊接比低碳钢困难得多？ 11、低合金高强度结构钢焊接时，应采取哪些措施防止冷裂纹的产生？ 12、铸铁焊接性差主要表现在哪些方面？试比较热焊、冷焊的特点及应用。 13、焊接过程中的焊接裂纹和气孔是如何形成的？如何防止？ 14、焊接结构常用的焊接接头有哪些基本类型？ 15、下列金属材料哪些容易气割？哪些不容易气割？为什么？ 低碳钢、高碳钢、铸铁、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金、低合金结构钢 16、有一低合金钢焊接结构件，因焊接变形严重达不到质量要求。现采用一种固定胎膜（夹具）进行焊接，虽然克服了变形，但却产生了较大焊接应力，影响结构的使用性能。试问应采取什么措施来保证结构质量？ 17、胶接的基本原理是什么？ 18、胶接剂常规的组成物有哪些？分别在胶接剂中起什么作用？如何选用胶接剂？ 习题十一
非金属材料及成形 1、 试述常用工程塑料的种类、性能及应用。 答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fbmuda.html 第 23 页 共 30 页 2、 常用工程塑料一次成形的方法有哪些？分别简述其工艺步骤。 3、 工程塑料二次加工的方法及其应用实例有哪些？ 4、 什么是注塑？并简述其应用范围。 5、 依据下列工件的用途为其选用适合的塑料材料： （1）飞机窗玻璃
（2）电源插座
（3）化工管道
（4）齿轮 （a）酚醛塑料
（c）聚氯乙烯
（d）聚甲基丙烯酸甲酯 6、 比较塑料、橡胶、陶瓷的成形工艺及特点。 7、 何谓工程橡胶成形的硫化工艺？ 8、典型的纤维增强复合材料有哪些？简述它们的成形工艺。 9、试从生活或工业品中找出三种复合材料制造的物品，并提出可行的成形工艺方法。
典型零件的选材料与加工 1、 什么是失效? 零件有哪几种不同程度的失效? 2、 零件的三种基本的失效方式是什么? 各表现出什么特点? 3、 什么是过量弹性变形失效? 什么是过量塑性变形失效? 怎么预防? 4、 零件在高温下的失效与疲劳载荷及室温静载作用下的失效有什么异同? 5、 选择下列具体的失效形式所属的失效类型：弹性失稳属于
的失效，热疲劳属于
的失效，接触疲劳属于
的失效，应力腐蚀属于
的失效，蠕变属于
的失效。(变形类型，断裂类型，表面损伤类型) 6、 简述引起零件失效的原因。 7、 “某工厂某年发生一汽轮机叶片飞出的严重事故。该汽轮机由多段转子组成。检查发现，飞出叶片转子的槽发生了明显的变形，而未飞出叶片的转子的槽没有变形。因此可以断定，失效转子的钢材用错了。”，这一说法正确吗? 为什么? 8、 某化肥厂由国外进口30万t氨合成塔，在吊装时吊耳与塔体连接的12个螺栓全部突然断裂。经化验，螺栓材料为与热轧20钢相近的碳钢，强度不高。引起这一事故的原因可能是
中的不当，失效形式属于
。(设汁，加工，选材，安装使用；塑性断裂，脆性断裂，疲劳断裂，蠕变断裂) 9、 下图为W18Cr4V钢制的螺母冲头，使用中从A处断裂。经检查不存在材料和热处理方面的问题，请分析引起失效的原因，应作什么改进?
10、 一轴尺寸为30mm×200mm，要求摩擦部分表面硬度为50～55HRC。现用30钢制作，采用高频感应加热表面淬火(水冷)和低温回火处理。但在使用过程中发现摩擦部分严重磨损，答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fbmuda.html 第 24 页 共 30 页 试分析失效原因并提出解决问题的方法。 11、 某工厂用T10钢制造钻头，给一批铸件打10mm的深孔，但打几个孔后钻头即很快磨损。据检验，钻头的材质、热处理、金相组织和硬度都合格。问失效原因和解决问题的方案。 12、 进行失效分析时常用的试验方法有哪些? 其主要目的是什么? 13、 设计人员在选材时应考虑什么原则? 如何才能做到合理选材? 14、 写出下列符号所代表的力学性能指标的名称：σb
。其中可直接用于定量选材计算的力学性能指标有
等，只能间接用于评估所选材料安全性的力学性能指标是
等。 15、 弹性失稳失效的选材指标为
，过量塑性变形失效的选材指标为
。 16、 在选择材料力学性能数据时应注意什么? 17、 机器零件或试样的尺寸越大，在相同的热处理条件下力学性能越低，此即所谓尺寸效应。请解释其原因。 18、 机器零件的图样上，在标题栏中注明材料的同时，常在适当的地方注明其热处理技术条件，包括热处理的工艺和要求达到的硬度(例如，调质处理，硬度220～240HBS)。清问这是什么意思，有什么根据? 19、 有一根轴向尺寸很大的轴，在500℃工作，承受交变扭转载荷与交变弯曲载荷，轴颈处承受摩擦力和接触压应力。试分析此轴的失效方式可能有哪几种? 设计时需要考核哪几个力学性能指标? 20、 零件设计不当对热处理工艺带来哪些危害? 并举例说明之。 21、 为了避免零件热处理时发生变形或断裂失效，结构的设计要合理。按这一要求选择的设计方案应为图2-7-2中的哪一个?
22、 零件的切削加工性与热处理后的硬度、组织有何关系? 23、 怎样从冷加工方面采取措施减少零件热处理时的变形和防止开裂? 24、 钢的淬透性对钢的力学性能有何影响? 在设计和选材时如何考虑钢的淬透性? 25、 为什么零件图样上一般都以硬度作为主要的热处理技术条件? 26、 为什么在蜗杆传动中，蜗杆需采用低碳钢或中碳钢制造，而蜗轮则采用较软的青铜制造? 答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fbmuda.html 第 25 页 共 30 页 27、 分别从以下两组热处理方法中选择一种填入空白处：为改善低、中碳结构钢的切削加工性能应选用
；改善过共析碳钢和高碳高合金工具钢的切削加工性能应选用
。(淬火，正火，回火，等温淬火)(淬火+低温回火，扩散退火，正火+球化退火，再结晶退火) 28、 以下几种说法是否正确，为什么? (1) 汉长江大桥用Q235钢建造，虽16Mn钢比Q235钢贵，但南京长江大桥采用16Mn钢是符合选材的经济性原则的。 (2) 只要零件尺寸和处理条件相同，手册中给出的数据是可以采用的。 (3) 火箭发动机壳体选用某超高强度钢制造，总是发生脆断，所以应该选用强度更高的钢材。 29、 用旋具拧动螺丝时头部常以磨损、卷刃或崩刃的形式失效，而杆部承受较大的扭转和轴向弯曲应力。所以头部应有较高的硬度，杆部应有较高的刚度和屈服强度，并且都要有一定的韧性(以免断裂)。旋具把直径较大(为了省力)，主要要求重量轻，绝缘性能好，与旋具杆能牢固地结合，外观漂亮。因此，旋具杆材料应选用
，头部进行
处理，杆部进行
处理，旋具把材料应选用
(高碳钢，低碳钢，中碳钢，塑料，橡胶，木料；淬火，正火，调质，退火) 30、在交变应力作用下工作的零件其选材指标为
，工程材料中以
的疲劳强度最高，多选用
材料制造抗疲劳的零构件。(σb，σs，KIC，σ?1；金属，聚合物，陶瓷) 3l、 今有一贮存液化气的压力容器，工作温度-196℃，试回答以下问题并说明理由。 (1) 低温压力容器要求材料具有哪些力学性能? (2) 在下列材料中选择何种材料较合适?
① 低合金高强度钢 ② 奥氏体不锈钢
③ 形变铝合金
④ 冷加工黄铜
⑥工程塑料 32、 下列零件采用什么方法制造毛坏比较合理； (1) 形状复杂的要求减震的大型机座； (2) 大批量生产的重载中、小型齿轮； (3) 薄壁杯状的低碳钢零件； (4) 形状复杂的铝合金构件。 33、 说明机械零件选材时的原则、一般方法和步骤。 34、 当齿轮尺寸较大(分度圆直径d>400～600mm)，而轮坯形状又复杂，不宜锻造时．应选用
材料。低速无冲击并在缺乏润滑油的条件下工作的齿轮应选用
。当齿轮承受较大的载荷，要求坚硬的齿面和强韧的齿心时应选用
热处理方法。汽车、拖拉机齿轮应选用
热处理方法。 35、 机床轻载主轴，载荷小、冲击载荷不大，轴颈磨损也不大，应选
热处理方法。机床中载主轴，载荷中等、磨损较严重，应选用
热处理方法。机床重载主轴，载荷大，磨损及冲击都严重，应选用
热处理答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fbmuda.html
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