本发明属于金属材料及其制备领域，涉及一种新合金材料及其制备方法，具体地说是一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物及其制备方法，室温下该金属间化合物具有低密度，高屈服强度和优异的拉伸延展性能。
背景技术：
1、航天及航空等高精尖领域的飞速发展与高温结构材料的设计开发息息相关。从我国开始启动“两机”重大专项来大力发展航空发动机和燃气轮机产业，到指出应注重航空、航天零部件的发展，这使得对应用于新一代燃气轮机和航空发动机端部的高温结构材料提出了更高的性能要求。金属间化合物作为高温强化相广泛应用于高温结构材料，如tial系金属间化合物具有低密度、较高弹性模量以及良好的高温强度、抗蠕变和抗氧化能力,可用于制造压气机、燃气涡轮机叶片、叶盘等各种高温结构件,部分替代镍基高温合金壳,可减重达30～50％,其主要的强化相ti2alnb合金是以中间化合物强化，ti2alnb合金的金属键和共价键的混合键合方式使得其在具有优异的高温性能的同时，还存在着本征脆性，凝固组织室温塑性低，为其加工带来极大困难，使得合金不具备室温加工变形能力，极大限制其实际应用。如何改善金属间化合物的室温脆性，提升其加工变形能力，一直是亟待解决的核心问题。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
3、本发明的其中一个目的是提供一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物。
4、针对现有难熔金属密度较高、室温塑性差和变形加工难等问题，本发明提供一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物及其制备方法，旨在解决多组元难熔金属室温塑性差，可变形能力差的问题，具有制备容易，变形加工方便，可实现大尺寸制备等优点。
5、本发明在考虑经济成本，减重需求以及各组元性质的基础上，选择zr、ti、nb、al和ta五种元素制备合金，所属合金任意状态为金属间化合物b2组织结构，所述合金按原子百分比计包括：zr 30～34.0％、ti 27.0～31.0％、nb 17.0～22.0％、al 9.0～15.0％、ta5.0～8.0％；
6、其中，zr、nb、ti、ta的原子百分含量之和≤92.0％且≥80％；al的原子百分含量之和≥8.0％且≤20.0％；各组分原子百分比之和为100％。
7、作为本发明一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物的一种优选方案，其中：所述合金按原子百分比计，由如下组分构成，zr 31.5～34.0％、ti27.0～30.0％、nb 17.0～20.5％、al 9.0～15.0％、ta 6.0～8.0％；
8、作为本发明一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物的一种优选方案，其中：所述合金按原子百分比计，由如下组分构成，zr 32.75～33.5％、ti28.25～29％、nb 18.75～19.5％、al 11～13％、ta 6.75～7.2％；需要说明的是，由于误差等原因，合金成分范围在一定区间波动仍属于本专利保护范围。
9、作为本发明一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物的一种优选方案，其中：所述合金具有如下特征：
10、(a)合金任意状态为金属间化合物b2组织结构；
11、(b)合金的密度为6.2～7.0g/cm3；优选合金的密度为6.6～6.8g/cm3
12、(c)室温下轻质多组元难熔金属间化合物的拉伸屈服强度为900～1400mpa；优选的拉伸屈服强度为1000～1250mpa；
13、(d)室温下轻质多组元难熔金属间化合物的拉伸延伸率为5％～45％；优选的拉伸延伸率为35％～40％。
14、需要说明的是，按照本发明原子百分比制备合金，由于原材料纯度，熔炼制备缺陷降低合金的塑性强度，合金塑性在一定的范围波动都应该在本专利的保护范围。
15、本发明另一个目的是提供一种高强韧的轻质多组元难熔金属间化合物的制备方法，包括，按照所述合金的原子配比称取各组分，在真空或惰性气体保护条件下进行熔炼，铸造成型，对铸态合金进行冷轧变形，然后在真空或保护气氛下退火处理。
16、作为本发明一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物的制备方法的一种优选方案，其中：所述的原材料包括纯度≥99.50wt％的nb、ti、zr、al、ta颗粒，按照上述各组分摩尔比称取，并打磨清洗干净，除去表面污垢和杂质，最后烘干备用；
17、作为本发明一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物的制备方法的一种优选方案，其中：按照al、ti、zr、nb、ta将原材料依次放置；抽真空(≥1×10-1pa)，重复多次；充入保护气体至0.000001～0.05mpa；
18、作为本发明一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物的制备方法的一种优选方案，其中：熔炼样品前，可先熔化1～5min预置在炉膛中的额外ti锭以消耗熔炼炉中残余的氧气和氮气等；
19、作为本发明一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物的制备方法的一种优选方案，其中：反复熔炼多次，可辅以电磁搅拌技术，确保合金充分混合均匀，熔炼样品时候打开循环水冷却系统，并观察冷凝管是否全部没入循环冷却水以便散热；
20、作为本发明一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物的制备方法的一种优选方案，其中：铸态下可进行多道次冷轧，单道次轧下量≤20％，总轧下量为20％～100％；
21、作为本发明一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物的制备方法的一种优选方案，其中：在真空或惰性气体氛围下进行退火处理，退火温度800～1250℃，退火时间5～60min，随后立即淬火，得到组织均匀的金属间化合物合金。
22、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
23、(1)本发明实现轻质多组元难熔金属间化合物，室温下可实现直接冷轧-退火处理实现组织调控，有利于变形加工，可以实现大尺寸样品制备。
24、(2)本发明提供一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物,合金以zr、ti、nb、ta难熔元素为主，同时添加氧化性元素al，极易在合金表面形成致密的氧化膜或钝化物保护层，优先阻碍氧原子的扩散速率，显著提升合金的高温抗腐蚀性能，有望成为新一代高温结构材料。
25、(3)本发明提供一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物，其组织均匀，无需中间退火处理，可直接进行大变形冷轧来调控组织，工艺流程简单，显著降低能耗和成本。
1.一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物，其特征在于：所述合金任意状态为金属间化合物b2结构,所述合金按原子百分比设计包括，zr 30～34.0％、ti 27.0～31.0％、nb17.0～22.0％、al 9.0～15.0％、ta 5.0～8.0％；
2.如权利要求1所述的一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物,其特征在于：所述合金按原子百分比计，由如下组分构成，zr 31.5～34.0％、ti27.0～30.0％、nb 17.0～20.5％、al 9.0～15.0％、ta 6.0～8.0％。
3.如权利要求2所述的一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物,其特征在于：所述合金按原子百分比计，由如下组分构成，zr 32.75～33.5％、ti28.25～29％、nb 18.75～19.5％、al 11～13％、ta 6.75～7.2％。
4.如权利要求1～3中任一项所述的一种高强韧轻质轻质多组元难熔金属间化合物，其特征在于：所述合金具有如下特征：
5.如权利要求1～4中任一项所述的一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物的制备方法，其特征在于：包括，
6.如权利要求5所述的一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物的制备方法，其特征在于：所述在真空下熔炼，熔炼炉内真空度为1～0.0001帕。
7.如权利要求5所述的一种高强韧多组元难熔金属间化合物的制备方法，其特征在于：所述在惰性气体氛围下熔炼，熔炼炉内惰性气体压力为0.000001～10兆帕。
8.如权利要求5～7中任一项所述的一种高强韧多组元难熔金属间化合物的制备方法，其特征在于：所述熔炼，熔炼温度大于3073k，保温0.01～1小时。
9.如权利要求8所述的一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物的制备方法，其特征在于：所述进行冷轧变形，进行多道次大变形轧制处理，单道次轧下量≤20％，总轧下量为20％～100％。
10.如权利要求5～7、9中任一项所述的一种高强韧轻质多组元难熔金属间化合物的制备方法，其特征在于：所述退火处理，退火温度700～1250℃，退火时间5～60min，随后立即淬火。
