1. 合金牌号
牌号是按照一定的规律对产品的命名[2]。合金牌号一般由世界各国标准化机构发布。
1.1 标准中关于合金牌号的规定
材料标准是技术、创新和贸易的基本要素,是考核材料质量的技术依据。对于合金领域,材料标准在该行业的生产管理、质量控制中扮演着重要的角色。在合金领域相关专题文献检索、科技查新及专利检索的过程中,查对相关标准是了解现有技术十分有效的途径,可以准确了解合金标准牌号在合金领域检索中的作用[3-4]。截至2019年6月13日,中国国家标准全文公开系统公开的现行“合金”强制性国家标准23件、推荐性国家标准1099件,具体包括:黑色金属和有色合金的牌号和化学成分、化学成分允许偏差、术语、金相图谱等基础标准,化学分析方法等方法标准,以及产品标准等。如GB/T 3620.1—2007“钛及钛合金牌号和化学成分”标准规定了钛及钛合金产品的牌号、化学成分等,该标准中还列明了参照的国际标准ISO 5832-2和美国ASTM标准的相关内容。
1.2 合金标准化机构
标准化组织是制定和发布标准及技术规则的机构,执行各种功能旨在确保标准化的有效协调运作。中国国家标准化管理委员会 (SAC) 是我国负责全国标准化工作管理的政府机构,负责标准的制定及修订工作[3]。美国的标准化工作是由民间组织根据市场需求逐步发展起来的,其管理机制的两大支撑点就是市场驱动和民间组织。民间机构与政府机构互不相联,但相互配合,依据相应规则发挥各自管理机制的功能。美国的绝大多数领域的标准都是由民间机构的行业协会和专业学会主导的。欧洲标准化委员会 (CEN) 是一个区域性的标准化协会,包含34个欧洲国家的国家标准化机构。德国标准化的主管机构——德国标准学会 (DIN) 是德国最大的具有广泛代表性的公益性标准化民间机构。日本工业标准调查会 (JISC) 属于政府标准化组织,是根据《工业标准化法》设立的全国性标准化管理机构,主要负责组织制定、审议日本工业标准 (JIS)[4]。
世界上其他主要国家和地区颁布合金相关标准的标准化机构和代号有:美国材料与试验协会(ASTM)、美国钢铁学会(AISI)、美国航天航空材料技术规范(AMS)、美国军用规范与标准(MIL)、美国国家标准学会(ANSI)、国际标准化组织(ISO)、欧洲标准化委员会(EN)、德国工业标准化协会(DIN(EN))、英国标准化协会(BS(EN))、法国标准化协会(NF(EN))、俄罗斯标准(TOCT)、日本工业标准化协会(JIS)、瑞典标准化委员会(SIS)、瑞典金属标准中心(MNC)等[5]。
1.3 合金牌号的复杂性
标准颁布机构性质不同、管理方式不同对合金牌号的命名方式也不同。世界上不同国家合金牌号的相关标准中关于同样成分合金的牌号表示方法的规定五花八门。不同种类的合金在同一国家的标准中表示方法也不尽相同。这对检索某种合金的相关文献造成了困扰。
美国对金属与合金制订了统一的数字代号标准,称为“金属和合金统一数字编号系统”,即UNS,用数字对各种有色金属和钢铁材料进行统一编号。UNS制度综合了美国有关金属学会、贸易协会、个体用户及制造商等目前采用的代号系统,既避免了同一种材料有几种牌号的混乱状况,又避免了两种甚至多种不同的材料采用同一牌号的情况。UNS代号为索引、记录保管、资料贮存、检索、相互参照等提供了极大的便利[1]。但其他国家尚未建立统一的金属牌号表示方法。
以加工钛及钛合金为例。中国国家标准GB/T 3620.1—2016“钛及钛合金牌号和化学成分”钛及钛合金牌号的命名采用注册制,牌号命名前应进行牌号注册,统一命名,采用字母和数字表示钛及钛合金的牌号。牌号的第一位用“T”表示钛及钛合金,第二位用A、B、C表示合金的类型。A表示工业纯钛、α型和近α型合金,B表示β型及近β型合金,C表示α-β型合金。牌号中的阿拉伯数字按注册的先后自然顺序排序。相同的超低间隙合金在数字后加大写字母“ELI”。俄罗斯的压力加工钛及钛合金牌号由组合字母代号“BT”、“OT”、“AT”或“ΠT”与阿拉伯数字相结合而成。T是基体元素钛的字母代号,B、O等与钛及钛合金的原研制单位有关。如为新研制合金,则应在原合金牌号的后面加数字或字母,中间需加一短横线[6]。美国ASTM标准中没有专用的牌号表示方法,一般由各产品标准分别规定。从产品标准中可归纳为牌号用等级单词Grade与附加字母和顺序号表示。钛及钛合金附加字母C表示铸件,F表示锻件。顺序号1~4表示纯钛,5以上表示钛合金。例如,Grade5表示加工用钛合金,GradeC5表示铸件用钛合金[5]。日本钛和高钛合金加工材牌号用钛元素字母代号T、产品形状代号、抗拉强度值和加工方法代号来表示[6]。
2. 合金牌号对照的基本原则
鉴于合金牌号的复杂性,如何进行材料牌号的对照,对世界各国来说都是非常棘手的问题。熟悉和掌握国内外合金牌号的表示方法、标准是十分必要的。
中国、美国、英国、法国、德国及日本等都编写了本国与外国材料对照的参考书。在此基础上,通过对比分析,可以找到与本国材料相对应的其他国家的材料牌号。
材料牌号对照及其代料原则可根据化学成分、力学性能对照。化学成分是表征材料最基本的数据,按化学成分对照是一种基本的对照方法,相应牌号对照主要依据金属主成分或合金元素成分是否相同或相近而定,而不苛求各元素的含量(包括杂质元素含量) 完全相同,因此有可能一个牌号可以与两个或两个以上牌号相对应[2, 7]。从某种程度上来说,按力学性能的对照是一种更直接、更偏重于实用的捷径,但当按力学性能对照时应注意各国试验方法和取样的不同。由于世界各国矿产资源和技术水平的不同,各国间完全相同的材料牌号是极少的,大多数也只能是相当材料或相近材料。完全按化学成分和力学性能来查找对应的国外材料牌号是困难的,也只能是近似对照。在许多手册中对照的材料牌号绝大多数是根据其化学成分基本相同,在同一状态下力学性能基本相同而进行的对照[7]。
3. 合金牌号对照手册的应用
金属或合金牌号对照手册是汇集国家标准、行业标准以及各国有色金属产品牌号的实用工具书,能帮助读者快捷获得金属材料的牌号、化学成分等技术数据和用途以及相应的各国牌号对照等资料,节省查阅时间,避免漏查漏检[5]。
金属及合金牌号手册中一般列出了各国合金牌号对照表,便于读者查找各国合金牌号。例如,中国国家标准GB/T 3620.1—2016中规定的TC4合金对应的其他国家牌号如表1所示。可见,不同的对照手册中关于某些具体合金的对应有可能存在分歧,这与TC4和TC4ELI合金成分接近度高有关系。对于大多数合金而言,合金对照一致性较高。对照手册所列出的合金对照牌号为查全文献提供了重要的参考资料。特别是不同的手册编著者关注的国家不同,参考的对照手册不同,有利于发现更全面的信息。
4. 检索技巧
在利用合金牌号检索制定检索策略时,还需特别注意各个数据库的切词规则和检索规则的差别,有针对性地制定检索策略。例如,在万方数据平台中可选择精确检索和模糊检索。以Ti6Al4V为检索词,精确检索条件下只能检索到包含“Ti6Al4V”的文献。模糊检索条件下,系统将其解析为“Ti AND 6 AND Al AND 4 AND V”,可检索到包含“Ti-6Al-4V”、“Ti-6%Al-4%V”、“Ti-6wt.%Al-4wt.%V”和“TiAl6V4”的文献。对于SCI和EI数据库来说,以Ti6Al4V为检索词,系统将其切分为一个词组,与输入“Ti6Al4V”精确检索效果等同,不能检索到其他包含符号的形式。在SCI和EI数据库中,“-”字符用于精确短语检索,以Ti-6Al-4V为检索词,会检索出包含“Ti-6Al-4V”和“Ti6Al4V”的文献,各单词的位置和顺序与输入的检索词一致,中间不会插入其他词语。因此,合金牌号在检索的具体应用过程中,要充分尝试、验证、调整检索策略,尽可能多地覆盖不同切词的情况,做到即查全又查准。