《材料实验数据 粉末冶金技术-编制说明》

材料实验数据粉末冶金技术

CSTM标准编制说明

一、工作简况

1、目的和意义

材料科学的发展已经进入利用数据驱动新材料开发的第四范式，

并强烈依赖于大数据基础、数据共享、数据挖掘和人工智能的协同发

展。在此背景下，材料数据基础设施的建设作为支撑这一范式的重要

基础，成为新材料发展的重要依托。目前由于实验数据具有多类型、

多源、异构等特点，难以有效利用发挥大数据优势对材料研发和应用

的有效推动，未能将实验数据的价值融入材料价值的链条，无法将我

国科研人员产生的海量相关材料实验数据有效利用服务于我国工业

领域瓶颈问题的解决，迫切需要建立实验数据相关的系列存储标准规

范，合力推进我国材料数据基础保障能力的提升。

粉末冶金技术被广泛应用于交通、机械、电子、智能穿戴、航空

航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业以及高端装备等领域，成

为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节

能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适

合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制

备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重

视。粉末冶金实验数据经年积累，信息数据量大，但目前关于粉末冶

金数据存储无统一模板，存储形式多样，现有数据难以汇总，因此粉

末冶金实验数据规范存储对于材料科学发展具有重要意义。

围绕材料数据标准规范框架的要求研究制定的材料数据存储标

准，是材料研发与大数据技术融合的必要支撑条件。《材料实验数据

粉末冶金技术》为粉末冶金的实验数据存储和多节点数据集成提供范

化的要求，对数据字段的完整度，数据信息的编码唯一性，原始数据

的溯源性、数据与数据之间的关联性，提供标准和规范支撑。标准的

实施有助于实现粉末冶金实验数据的规范化管理和质量保证。

2、任务来源

本项目基于国家重点研发计划课题《材料数据标准规范》（课题

编号：2020YFB0704504）课题计划，根据中国材料与试验团体标准

委员会(以下简称：CSTM标准委员会)关于CSTM标准《材料实验数

据粉末冶金制备立项公告》，由钢铁研究总院作为标准牵头单位，

承担对《材料实验数据粉末冶金技术》团体标准的制定任务，项目

计划编号：CSTM-SQ-2021-00275

3、主要工作过程

2021年1月，组建了标准起草工作组，由钢铁研究总院的工作

人员组成，包括具有标准制定经验的科研人员、制备技术人员。标准

起草工作组讨论了具体的工作过程、拟定了相应的工作计划。本标准

的制定是为了基于粉末冶金制备规范实验数据。具体工作计划如下：

2021年5月，标准起草钢铁研究总院成员调研粉末冶金制备实

验标准与文献，结合实际生产过程中产生数据，建立粉末冶金制备实

验数据草案大纲。

2021年7月，组织召集粉末冶金专家研讨，邀请粉末冶金领域

委员会暨粉末冶金产业技术创新战略联盟（CPMA）专家对草案提出

意见与建议。

2021年8月，调研全球粉末冶金数据库，例如美国粉末冶金数

据库MPIF与欧洲粉末冶金数据库EPMA内容，修改草案。

2021年9月，标准起草单位钢铁研究总院根据相关调研内容开

始撰写标准草案。

2021年10月，标准草案完成。

2021年11月，标准草案通过立项审定会，CSTM标准委员会批

准立项。

2022年3月，整理专家意见与建议，形成征求意见稿。

2022年4月，工作组完成标准征求意见稿，面向社会公开征求

意见。

2022年5月，计划完成标准征求意见，形成意见汇总表，并对

征求意见稿进行修改，形成标准送审稿。

2022年5月，计划召开本标准的审查会。

2022年6月，计划标准表决，报批，正式发布出版。

三、标准调研情况、编制原则和主要内容

1.调研情况

尚无适用的针对粉末冶金制备实验数据存储标准。

1.1针对粉末冶金制备相关标准

《GB/T2688-2012滑动轴承粉末冶金轴承技术条件》标准规定

了粉末冶金轴承的技术条件。《GB/T3500-2008粉末冶金术语》标

准适用于有关粉末冶金的术语。粉末冶金系冶金和材料科学的一个分

支，它涉及到金属粉末制取，以及通过成形和烧结将金属粉末与（或

不与）非金属粉末添加剂的混合物制成制品。《GB/T4309-2009粉末

冶金材料分类和牌号表示方法》标准规定了粉末冶金材料的分类和牌

号表示方法。

国外相关标准有：

《ASTMB783-19StandardspecificationforMaterialsforFerrous

PowderMetallurgy（PM）StructuralParts》、《ASTMB853-16（2021）

e1StandardSpecificationforPowderMetallurgy（PM）Boronstainless

steelStructuralComponents》、《ASTMA811-15StandardSpecitication

forSoftMagneticIronPartsFabricatedbypowderMetallurgy

techniques》、《ASTMB925-15StandardPracticesforProductionand

PreparationofPowderMetallurgy（PM）TestSpecimens》

1.2针对数据存储相关标准

关于数据存储标准，欧美等发达国家先后在国家层面制定了明确

的政策以推动科学数据管理与开放共享，并且已支持形成了一批国家

级的科学数据中心或高水平数据库，利用它们持续汇聚和整合本国乃

至全球科学数据资源，并向社会进行开放共享。

例如美国国家标准与技术研究院（NIST）研发的材料数据管理

系统MaterialsDataCurationSystem（MDCS）提供了一种将材料数据

获取、共享和转换的方法。通过建立数据模板个性化组织数据，保存

于非关系（NoSQL）数据库MongoDB中，并支持存储库互连进行联

合搜索。通过建立数据交换协议和机制，NIST促进了更广泛范围内

的材料数据共享和再利用，增强了数据质量和应用效果。

粉末冶金相关全球粉末冶金特性数据库是一个涵盖粉末冶金材

料系统的材料特性信息互动数据库。其目的是使部件和系统的设计者

/制造者能够在各种应用中对使用粉末冶金材料做出明智的选择。该

数据库由美国金属粉末工业联合会（MPIF）、欧洲粉末冶金协会

（EPMA）和日本粉末冶金协会（JMPA）联合创建，旨在让现有和

潜在的粉末冶金客户更好地了解粉末材料的性能。

我国从2001年启动科学数据共享工程，逐步建立不同领域的数

据共享网。由上海交通大学等34家单位共同起草的《材料基因工程

数据通则》团体标准，于2019年11月正式实施，为材料数据标准体

系建设研究和全面实施提供了重要参考。目前粉末冶金实验数据存储

标准的制定与该标准的核心一脉相承。

目前没有明确系统全面粉末冶金实验数据类存储标准，急需制定

相关标准，《材料基因工程数据通则》作为现有基础为粉末冶金实验

数据类存储标准的制定为提供支撑。

2.标准编制原则

标准编制遵循“统一性、协调性、适用性、一致性、规范性”的

原则，尽可能与国外先进标准接轨，注重标准的可操作性，本标准严

格按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的

结构和起草规则》的规定进行编写和表述。

3.标准主要内容

3.1标准名称

本标准的中文名称为“材料实验数据粉末冶金技术”，

英文名称为“Materialexperimentaldata-powdermetallurgytechnology”。

3.2标准内容

建立一种适合针对粉末冶金制备实验数据存储标准，指导在规范

数据的产生过程中收集相应信息与遵循一定格式，以确保数据满足

FAIR原则，从而可以得到充分有效的共享，并可应用于大数据、人

工智能等领域。

本标准针对材料科学在数据驱动模式下对粉末冶金实验数据的

存储需求，并结合实际的粉末冶金制备过程及实验数据模板，针对粉

末冶过程，将粉末冶金实验数据需要存储的内容分为粉末冶金一般要

求与实验数据信息，粉末冶金数据存储的一般要求主要为数据来源、

样品标识符等，实验数据则包括粉末信息、成型工艺、烧结实验数据

以及后处理数据。

四、与国内、外同类标准水平对比情况

无直接相关标准。

五、与有关的现行法律、法规和强制性标准的关系

本部分编制原则符合国家的有关法规法律，与强制性标准协调一

致。

六、重大分歧意见的处理经过和依据

暂无。

七、贯彻标准的要求和措施建议

暂无。

八、废止现行有关标准的建议

暂无。

九、其他应予说明的事项

暂无。

材料实验数据粉末冶金技术-编制说

明

CSTM标准编制工作组