合金領(lǐng)域文獻檢索方法
——以TC4 鈦合金和鎳基GH4169 合金為例

供稿|張秀麗 /

作者單位：國家圖書館參考咨詢部，北京 100081

合金是由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元素通過熔煉、燒結(jié)或其他方法組合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。由于合金具有的優(yōu)良特性在許多方面優(yōu)于純金屬，因而在工業(yè)上合金的用途比純金屬更廣[1]。

合金的命名有系統(tǒng)命名、商品名、俗名、習慣名等。不同的金屬或合金有反映其特征的代號。對當前已出現(xiàn)的或?qū)⒊霈F(xiàn)的合金材料的牌號、狀態(tài)進行科學統(tǒng)一的命名是材料標準化工作中十分重要的內(nèi)容之一。目前，世界各國的金屬及合金的牌號表示方法不盡相同，有采用字母、阿拉伯數(shù)字表示的，有用化學元素符號、成分數(shù)字表示的，也有混合表示的[2]。

隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，新材料產(chǎn)品層出不窮。世界各個國家關(guān)于合金牌號的命名規(guī)則不同，造成同樣技術(shù)條件的合金通常對應多個標準牌號。在合金相關(guān)的專題文獻檢索、科技查新及專利檢索的實踐中，快速、準確、全面地獲取被檢索合金的各個標準牌號，有助于提高查全和查準率，有利于相關(guān)科研及生產(chǎn)人員全面地掌握和了解國內(nèi)外相關(guān)合金材料的研究和生產(chǎn)情況。

合金牌號

牌號是按照一定的規(guī)律對產(chǎn)品的命名[2]。合金牌號一般由世界各國標準化機構(gòu)發(fā)布。

標準中關(guān)于合金牌號的規(guī)定

材料標準是技術(shù)、創(chuàng)新和貿(mào)易的基本要素，是考核材料質(zhì)量的技術(shù)依據(jù)。對于合金領(lǐng)域，材料標準在該行業(yè)的生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制中扮演著重要的角色。在合金領(lǐng)域相關(guān)專題文獻檢索、科技查新及專利檢索的過程中，查對相關(guān)標準是了解現(xiàn)有技術(shù)十分有效的途徑，可以準確了解合金標準牌號在合金領(lǐng)域檢索中的作用[3-4]。截至2019 年6 月13 日，中國國家標準全文公開系統(tǒng)公開的現(xiàn)行“合金”強制性國家標準23 件、推薦性國家標準1099 件，具體包括：黑色金屬和有色合金的牌號和化學成分、化學成分允許偏差、術(shù)語、金相圖譜等基礎(chǔ)標準，化學分析方法等方法標準，以及產(chǎn)品標準等。如GB/T 3620.1—2007“鈦及鈦合金牌號和化學成分”標準規(guī)定了鈦及鈦合金產(chǎn)品的牌號、化學成分等，該標準中還列明了參照的國際標準ISO 5832-2 和美國ASTM標準的相關(guān)內(nèi)容。

合金標準化機構(gòu)

標準化組織是制定和發(fā)布標準及技術(shù)規(guī)則的機構(gòu)，執(zhí)行各種功能旨在確保標準化的有效協(xié)調(diào)運作。中國國家標準化管理委員會 (SAC) 是我國負責全國標準化工作管理的政府機構(gòu)，負責標準的制定及修訂工作[3]。美國的標準化工作是由民間組織根據(jù)市場需求逐步發(fā)展起來的，其管理機制的兩大支撐點就是市場驅(qū)動和民間組織。民間機構(gòu)與政府機構(gòu)互不相聯(lián)，但相互配合，依據(jù)相應規(guī)則發(fā)揮各自管理機制的功能。美國的絕大多數(shù)領(lǐng)域的標準都是由民間機構(gòu)的行業(yè)協(xié)會和專業(yè)學會主導的。歐洲標準化委員會 (CEN) 是一個區(qū)域性的標準化協(xié)會，包含34 個歐洲國家的國家標準化機構(gòu)。德國標準化的主管機構(gòu)——德國標準學會 (DIN) 是德國最大的具有廣泛代表性的公益性標準化民間機構(gòu)。日本工業(yè)標準調(diào)查會 (JISC) 屬于政府標準化組織，是根據(jù)《工業(yè)標準化法》設(shè)立的全國性標準化管理機構(gòu)，主要負責組織制定、審議日本工業(yè)標準 (JIS)[4]。

世界上其他主要國家和地區(qū)頒布合金相關(guān)標準的標準化機構(gòu)和代號有：美國材料與試驗協(xié)會(ASTM)、美國鋼鐵學會(AISI)、美國航天航空材料技術(shù)規(guī)范(AMS)、美國軍用規(guī)范與標準(MIL)、美國國家標準學會(ANSI)、國際標準化組織(ISO)、歐洲標準化委員會(EN)、德國工業(yè)標準化協(xié)會(DIN(EN))、英國標準化協(xié)會(BS(EN))、法國標準化協(xié)會(NF(EN))、俄羅斯標準(TOCT)、日本工業(yè)標準化協(xié)會(JIS)、瑞典標準化委員會(SIS)、瑞典金屬標準中心(MNC)等[5]。

合金牌號的復雜性

標準頒布機構(gòu)性質(zhì)不同、管理方式不同對合金牌號的命名方式也不同。世界上不同國家合金牌號的相關(guān)標準中關(guān)于同樣成分合金的牌號表示方法的規(guī)定五花八門。不同種類的合金在同一國家的標準中表示方法也不盡相同。這對檢索某種合金的相關(guān)文獻造成了困擾。

美國對金屬與合金制訂了統(tǒng)一的數(shù)字代號標準，稱為“金屬和合金統(tǒng)一數(shù)字編號系統(tǒng)”，即UNS，用數(shù)字對各種有色金屬和鋼鐵材料進行統(tǒng)一編號。UNS 制度綜合了美國有關(guān)金屬學會、貿(mào)易協(xié)會、個體用戶及制造商等目前采用的代號系統(tǒng)，既避免了同一種材料有幾種牌號的混亂狀況，又避免了兩種甚至多種不同的材料采用同一牌號的情況。UNS 代號為索引、記錄保管、資料貯存、檢索、相互參照等提供了極大的便利[1]。但其他國家尚未建立統(tǒng)一的金屬牌號表示方法。

以加工鈦及鈦合金為例。中國國家標準GB/T 3620.1—2016“鈦及鈦合金牌號和化學成分”鈦及鈦合金牌號的命名采用注冊制，牌號命名前應進行牌號注冊，統(tǒng)一命名，采用字母和數(shù)字表示鈦及鈦合金的牌號。牌號的第一位用“T”表示鈦及鈦合金，第二位用A、B、C 表示合金的類型。A 表示工業(yè)純鈦、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。牌號中的阿拉伯數(shù)字按注冊的先后自然順序排序。相同的超低間隙合金在數(shù)字后加大寫字母“ELI”。俄羅斯的壓力加工鈦及鈦合金牌號由組合字母代號“BT”、“OT”、“AT”或“ΠT”與阿拉伯數(shù)字相結(jié)合而成。T 是基體元素鈦的字母代號，B、O 等與鈦及鈦合金的原研制單位有關(guān)。如為新研制合金，則應在原合金牌號的后面加數(shù)字或字母，中間需加一短橫線[6]。美國ASTM 標準中沒有專用的牌號表示方法，一般由各產(chǎn)品標準分別規(guī)定。從產(chǎn)品標準中可歸納為牌號用等級單詞Grade 與附加字母和順序號表示。鈦及鈦合金附加字母C 表示鑄件，F(xiàn) 表示鍛件。順序號1～4 表示純鈦，5 以上表示鈦合金。例如，Grade5 表示加工用鈦合金，GradeC5表示鑄件用鈦合金[5]。日本鈦和高鈦合金加工材牌號用鈦元素字母代號T、產(chǎn)品形狀代號、抗拉強度值和加工方法代號來表示[6]。

合金牌號對照的基本原則

鑒于合金牌號的復雜性，如何進行材料牌號的對照，對世界各國來說都是非常棘手的問題。熟悉和掌握國內(nèi)外合金牌號的表示方法、標準是十分必要的。

中國、美國、英國、法國、德國及日本等都編寫了本國與外國材料對照的參考書。在此基礎(chǔ)上，通過對比分析，可以找到與本國材料相對應的其他國家的材料牌號。

材料牌號對照及其代料原則可根據(jù)化學成分、力學性能對照?；瘜W成分是表征材料最基本的數(shù)據(jù)，按化學成分對照是一種基本的對照方法，相應牌號對照主要依據(jù)金屬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(包括雜質(zhì)元素含量) 完全相同，因此有可能一個牌號可以與兩個或兩個以上牌號相對應[2,7]。從某種程度上來說，按力學性能的對照是一種更直接、更偏重于實用的捷徑，但當按力學性能對照時應注意各國試驗方法和取樣的不同。由于世界各國礦產(chǎn)資源和技術(shù)水平的不同，各國間完全相同的材料牌號是極少的，大多數(shù)也只能是相當材料或相近材料。完全按化學成分和力學性能來查找對應的國外材料牌號是困難的，也只能是近似對照。在許多手冊中對照的材料牌號絕大多數(shù)是根據(jù)其化學成分基本相同，在同一狀態(tài)下力學性能基本相同而進行的對照[7]。

合金牌號對照手冊的應用

金屬或合金牌號對照手冊是匯集國家標準、行業(yè)標準以及各國有色金屬產(chǎn)品牌號的實用工具書，能幫助讀者快捷獲得金屬材料的牌號、化學成分等技術(shù)數(shù)據(jù)和用途以及相應的各國牌號對照等資料，節(jié)省查閱時間，避免漏查漏檢[5]。

金屬及合金牌號手冊中一般列出了各國合金牌號對照表，便于讀者查找各國合金牌號。例如，中國國家標準GB/T 3620.1—2016 中規(guī)定的TC4 合金對應的其他國家牌號如表1 所示?？梢?，不同的對照手冊中關(guān)于某些具體合金的對應有可能存在分歧，這與TC4 和TC4ELI 合金成分接近度高有關(guān)系。對于大多數(shù)合金而言，合金對照一致性較高。對照手冊所列出的合金對照牌號為查全文獻提供了重要的參考資料。特別是不同的手冊編著者關(guān)注的國家不同，參考的對照手冊不同，有利于發(fā)現(xiàn)更全面的信息。

表1 各國加工鈦及鈦合金牌號對照表

檢索技巧

在利用合金牌號檢索制定檢索策略時，還需特別注意各個數(shù)據(jù)庫的切詞規(guī)則和檢索規(guī)則的差別，有針對性地制定檢索策略。例如，在萬方數(shù)據(jù)平臺中可選擇精確檢索和模糊檢索。以Ti6Al4V 為檢索詞，精確檢索條件下只能檢索到包含“Ti6Al4V”的文獻。模糊檢索條件下，系統(tǒng)將其解析為“Ti AND 6 AND Al AND 4 AND V”，可檢索到包含“Ti-6Al-4V”、“Ti-6%Al-4%V”、“Ti-6wt.%Al-4wt.%V”和“TiAl6V4”的文獻。對于SCI 和EI 數(shù)據(jù)庫來說，以Ti6Al4V 為檢索詞，系統(tǒng)將其切分為一個詞組，與輸入“Ti6Al4V”精確檢索效果等同，不能檢索到其他包含符號的形式。在SCI 和EI 數(shù)據(jù)庫中，“-”字符用于精確短語檢索，以Ti-6Al-4V 為檢索詞，會檢索出包含“Ti-6Al-4V”和“Ti6Al4V”的文獻，各單詞的位置和順序與輸入的檢索詞一致，中間不會插入其他詞語。因此，合金牌號在檢索的具體應用過程中，要充分嘗試、驗證、調(diào)整檢索策略，盡可能多地覆蓋不同切詞的情況，做到即查全又查準。

STN 平臺中合金文獻檢索

CA 和CAS REGISTRY 數(shù)據(jù)庫

美國化學文摘簡稱(CA)，是報導世界各國化學化工領(lǐng)域方面文獻的文摘性刊物，同時還有系統(tǒng)的、完整的配套索引，是檢索化學化工領(lǐng)域方面文獻的最有用的檢索工具。CA 收錄內(nèi)容占全世界化學化工專業(yè)方面文獻總量的98% (其中70%的內(nèi)容是摘自美國以外的文獻)[9]。CA 從1972 年開始給予合金物質(zhì)化學登記號。CAS REGISTRY 是有關(guān)化學物質(zhì)注冊的數(shù)據(jù)庫，是世界上最大最全的化學物質(zhì)數(shù)據(jù)庫[10]。到2019 年8 月，CAS REGISTRYS(物質(zhì)數(shù)據(jù)庫) 包含超過1.55 億種有機和無機化學物質(zhì)，如合金、配位化合物、礦物質(zhì)、混合物、聚合物和鹽，以及超過6800 萬條序列信息。可回溯到19 世紀早期的文獻中報道的物質(zhì)。所有物質(zhì)都擁有惟一的CAS 登記號。記錄還包含CA 索引名、其他化學名、結(jié)構(gòu)式、立體化學結(jié)構(gòu)、分子式、環(huán)系數(shù)據(jù)、合金成分表、蛋白質(zhì)和核酸序列、聚合物類別以及在CA/CAplus 數(shù)據(jù)庫中的文獻數(shù)量。以上所有信息均可在STN 上顯示和檢索[11]。

STN 平臺中合金文獻數(shù)據(jù)庫的選擇

STN 平臺是世界著名的國際聯(lián)機檢索系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)目前有200 多個數(shù)據(jù)庫，涉及數(shù)學、物理、化學、生命科學、生物技術(shù)、工程、專利、商業(yè)等基礎(chǔ)學科領(lǐng)域和綜合技術(shù)應用領(lǐng)域。每個數(shù)據(jù)庫都是本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的權(quán)威數(shù)據(jù)庫，包含了期刊、專利、圖書、學位論文、會議信息、網(wǎng)絡預印本、新聞、報告等多種類型的文獻信息。STN 平臺將數(shù)據(jù)庫按照收錄文獻的學科領(lǐng)域分為55 個集群，每個數(shù)據(jù)庫可能被分入多個集群中。其中，金屬材料文獻集群有Metals Cluster 和Materials Cluster。實際上Materials Cluster 全覆蓋Metals Cluster 中的數(shù)據(jù)庫，具體包括SCISEARCH、COMPENDEX、INSPEC、PQSCITECH 等綜合學科數(shù)據(jù)庫，還有CAPLUS(化學文摘)、CIN/HCIN (化學工業(yè)札記)、METADEX(金屬文摘)、TEMA(技術(shù)與管理)、WELDASEARCH(焊接檢索)、WSCA(世界表面涂層文摘)、INSPHYS(物理文摘)等非專利文獻數(shù)據(jù)庫，以及USPATFULL、USPATOLD 等專利數(shù)據(jù)庫[12]。

STN 平臺中合金牌號獲取及合金文獻檢索方法

STN 平臺中可檢索CAPLUS 和CAS REGISTRYS數(shù)據(jù)庫。CAPLUS 對文獻中涉及的合金都進行了CAS 登記號標引，可直接采用CAS 登記號檢索。STN 中LC(locator) 字段中，列出了STN 里會出現(xiàn)CAS 登記號的數(shù)據(jù)庫。但對于SCI、EI、INSPEC 等其他未標引RN 號的大多數(shù)數(shù)據(jù)庫而言，仍需采用化學名稱、分子式和合金牌號信息檢索。因此需要在CAS REGISTRYS 數(shù)據(jù)庫中獲取已知的物質(zhì)名稱和合金牌號，作為檢索詞檢索。

在CAS REGISTRYS 數(shù)據(jù)庫中通過化學式、化學物質(zhì)登記號、常用合金牌號可查詢到該合金在世界各國的金屬牌號和名稱。對于大多數(shù)合金而言，采用中國標準牌號都能在CAS REGISTRY 數(shù)據(jù)庫中檢索到該合金在世界各國的金屬牌號和名稱。以鎳基高溫合金GH4169 為例，以GH4169 作為檢索詞在CAS REGISTRY 數(shù)據(jù)庫檢索，可檢索到“18 ALLOY”、“ALLOY 718”、“IN718”、“DIN 1.4790”

等牌號和名稱信息。

對于成分比較新或復雜的合金，可采用指定元素比合金組分(/MAC 或/RC)的方法檢索化學物質(zhì)登記號和合金牌號。大部分合金通過成分質(zhì)量組成列于REGISTRY 中。MAC 和RC 兩個檢索字段專門用于檢索合金。利用MAC 字段，通過限定所要求的組分及質(zhì)量百分比檢索物質(zhì)組成。組分可以通過元素符號、分子式、CA 索引名稱或CAS 號來限定，質(zhì)量百分比可以通過單一值、范圍或關(guān)系來限定。組分和質(zhì)量百分比限定不論次序。同時限定二者可以用AND、OR 或NOT 連接。利用RC 字段，通過合金主要成分檢索物質(zhì)組成。

在STN 平臺CAS REGISTRY 數(shù)據(jù)庫中提供了提取CAS 登記號和物質(zhì)名的指令，并可將提取的登記號和所有物質(zhì)名稱用于其他文摘和全文數(shù)據(jù)庫檢索。

(1)利用在CAS REGISTRY 數(shù)據(jù)庫中檢索到的化學物質(zhì)信息在CAPULS 數(shù)據(jù)庫檢索。

FILE REG(進入REGISTRY 數(shù)據(jù)庫)

S GH4169(檢索常用合金牌號GH4169)

L1 1 GH4169(獲得檢索結(jié)果)

D L1(顯示檢索結(jié)果)

SEL L1 1- CHEM(提取化學物質(zhì)名稱和登記號信息)

D SEL(顯示E1-En 個化學名稱和登記號信息)

FILE CAPLUS(進入CAPLUS 數(shù)據(jù)庫)

S E1-En(檢索以上選擇的化學物質(zhì)名稱和登記號信息)

(2)在STN 里其他沒有輸入CAS 登記號的數(shù)據(jù)庫，需要在REGISTRY 數(shù)據(jù)庫提取物質(zhì)名稱，用物質(zhì)名稱作為檢索詞檢索。

FILE REG(進入REGISTRY 數(shù)據(jù)庫)

S GH4169(檢索常用合金牌號)

L1 1 GH4169(獲得檢索結(jié)果)

D L1(顯示檢索結(jié)果)

SEL Ln 1- NAME(提取化學物質(zhì)名稱)

D SEL E1-(顯示E1-En 個化學名稱)

FILE METADEX(進入金屬文摘數(shù)據(jù)庫)

S E1-En(檢索以上選擇的化學物質(zhì)名稱)

采用以上方法獲取合金牌號信息比較全面準確，避免了對照手冊收錄信息不全造成的漏檢。

結(jié)束語

信息化高度發(fā)展的今天，獲取文獻的途徑越來越多，在人們認為獲取文獻更便捷的今天，人們更容易忽視哪些文獻未被發(fā)現(xiàn)。特別是生物、醫(yī)學、化學、材料學等學科的文獻，用自然語言作為檢索詞檢索，在現(xiàn)有技術(shù)條件下效果并不理想。為了達到查全查準的效果，仍需要在了解行業(yè)知識的基礎(chǔ)上，熟料掌握各個數(shù)據(jù)庫的標引、收錄規(guī)則。對于合金領(lǐng)域文獻檢索而言，利用合金牌號對照手冊和STN 查找各國對應的標準牌號能夠大大提高查全率，特別是為從事金屬領(lǐng)域科研和生產(chǎn)的工作人員獲取相關(guān)文獻提供了便利而準確的途徑。