[发明专利]一种利用同步辐射确定稀土铝合金中稀土元素添加量的方法和7000系稀土铝合金

权利要求书

1.一种利用同步辐射确定稀土铝合金中稀土元素添加量的方法，其特征在于，其步骤包括：

将稀土元素添加量不同的多组稀土铝合金熔体于压力作用下冲击至三维运动平台上的冷却装置上，以获得多组稀土铝合金铸坯；

将所述稀土铝合金铸坯加工成试样并夹设于两片固定夹片中形成样品；

对所述样品进行升温至所述样品内的所述稀土铝合金铸坯完全熔化，随后在所述样品的两端设置固定的温度梯度和降温速率开始定向凝固，对凝固区域进行拍摄记录，获得同步辐射成像数据；

对所述同步辐射成像数据进行平场矫正处理，得到枝晶形貌照片；

对多组稀土铝合金铸坯的枝晶形态数量和分布图像进行比对，获得枝晶最小、数量最多的形貌照片及对应的稀土含量，完成稀土含量添加量的确定。

2.根据权利要求1所述的利用同步辐射确定稀土铝合金中稀土元素添加量的方法，其特征在于，所述稀土元素添加量不同的多组所述稀土铝合金熔体是通过向配制好的铝合金的合金元素中添加不同含量的稀土元素制备而成，其中所述稀土元素的添加量从低至高进行递增。

3.根据权利要求2所述的利用同步辐射确定稀土铝合金中稀土元素添加量的方法，其特征在于，所述铝合金为7000系铝合金。

4.根据权利要求2所述的利用同步辐射确定稀土铝合金中稀土元素添加量的方法，其特征在于，所述稀土元素包括Sc、Er、Ce、La和Y中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的利用同步辐射确定稀土铝合金中稀土元素添加量的方法，其特征在于，所述稀土元素的添加量为0.1％-1.2％。

6.根据权利要求1-5任一项所述的利用同步辐射确定稀土铝合金中稀土元素添加量的方法，其特征在于，所述稀土铝合金熔体是于真空熔炼室内进行熔炼获得的，所述稀土铝合金熔体的温度为720-760℃；

优选地，所述真空熔炼室与所述三维运动平台所在的下腔体的压差为25-35kpa；

优选地，所述稀土铝合金熔体采用直径为1-3mm的喷嘴从所述真空熔炼室喷至所述三维运动平台；

优选地，所述喷嘴与所述三维运动平台的距离为20-50cm；

优选地，所述冷却装置的出水温度控制在25-35℃。

7.根据权利要求1-5任一项所述的利用同步辐射确定稀土铝合金中稀土元素添加量的方法，其特征在于，对所述样品进行升温至所述样品内的所述稀土铝合金铸坯完全熔化包括：对所述样品加热至720-730℃，保温10-20min。

8.根据权利要求1-5任一项所述的利用同步辐射确定稀土铝合金中稀土元素添加量的方法，其特征在于，以20-100K/cm的温度梯度和5-60K/min的降温速率进行定向凝固。

9.根据权利要求1-5任一项所述的利用同步辐射确定稀土铝合金中稀土元素添加量的方法，其特征在于，所述同步辐射成像数据进行处理包括：对枝晶通过语义分割得到独立的枝晶样本，再通过分类对沿不同晶面生长的枝晶形态进行区分，获得枝晶形态数量和分布情况的数据。

10.一种7000系稀土铝合金，其特征在于，其包括合金元素和稀土元素，所述稀土元素的添加量是按照如权利要求1-9任一项所述的利用同步辐射确定稀土铝合金中稀土元素添加量的方法确定的；

优选地，所述7000系稀土铝合金的成分包括Si：≤0.10％、Fe：≤0.12％、Cu：1.8％-2.2％、Mg：2.0％-2.4％、Mn：≤0.05％、Cr：≤0.05％、Zn：7.8％-8.4％、Ti：≤0.06％、Zr：0.15％-0.20％、Sc：0.4％，其他单个元素≤0.030％，其他杂质元素总量≤0.100％，余量为Al；

优选地，所述7000系稀土铝合金的成分包括Si：≤0.10％、Fe：≤0.12％、Cu：1.8％-2.2％、Mg：2.0％-2.4％、Mn：≤0.05％、Cr：≤0.05％、Zn：7.8％-8.4％、Ti：≤0.06％、Zr：0.15％-0.20％、Ce：0.3％，其他单个元素≤0.030％，其他杂质元素总量≤0.100％，余量为Al。