本發(fā)明屬于合金鑄造，涉及一種高強韌nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金及制備方法。
背景技術：
1、隨著現(xiàn)代工業(yè)與科技的飛速進步，高溫極端條件下的材料需求呈現(xiàn)出顯著增長的趨勢，這在很大程度上推動了材料科學領域的研究與發(fā)展。特別是在航空航天領域，高速飛行器和深空探測器等裝備在穿越大氣層或執(zhí)行星際任務時，需承受極高的溫度以及極端熱應力，這就要求其結構材料不僅要有優(yōu)異的輕質(zhì)高強特性，還需在極端高溫下保持出色的力學性能和熱穩(wěn)定性。能源設備方面，如高效燃氣輪機、核電站反應堆及先進的太陽能熱轉換系統(tǒng)，這些設施的核心部件同樣需要能夠長時間承受高溫高壓環(huán)境，而不發(fā)生形變或失效，以確保能源轉換效率與安全運行。化工機械行業(yè)也對高溫材料提出了特殊要求，特別是在石油化工、精細化工等領域，反應器和管道中經(jīng)常涉及高溫高壓下的化學反應，這就要求所使用的材料不僅要耐腐蝕、耐磨損，還要在特定的高溫條件下維持穩(wěn)定的化學性質(zhì)和良好的機械強度，以避免泄漏和安全事故的發(fā)生。
2、然而，傳統(tǒng)的難熔合金，如鎢、鉬、鉭及其合金，雖然具有較高的熔點，但在實際應用中常因塑性差、脆性大以及加工困難等問題而受限。這些特性限制了它們在復雜形狀部件制造中的應用，尤其是在需要經(jīng)歷冷熱循環(huán)、溫度變化劇烈的場合，容易出現(xiàn)裂紋和斷裂，從而影響整個系統(tǒng)的可靠性和壽命。近年來，由ti、v、nb、zr、hf、ta、cr、mo、w等難熔元素作為主要組成元素的“難熔多元合金”作為多主元合金中的一個重要分支，由于其獨特的多元素組成和均勻的微觀結構，在保留高熵合金特點的基礎上又同時具備高熔點，展現(xiàn)出優(yōu)異的力學性能和潛在的高溫應用前景。然而，現(xiàn)有的難熔多主元合金在室溫和高溫下的塑性和韌性仍然有待提高，特別是在保持高強度的基礎上實現(xiàn)良好的塑性變形能力。
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種高強韌nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金及制備方法，解決難熔多主元合金塑性差、脆性大的問題。
2、本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)：
3、一種高強韌nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金，該nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金化學成分為nb：0.05≤x≤0.10at％；ti：0.35≤y≤0.40at％；v：0.35≤m≤0.4at％；zr：0.15≤n≤0.2at％，其中x+y+m+n＝1。
4、優(yōu)選的，所述nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金在室溫下屈服強度達到1500mpa以上，應變率達到25％。
5、優(yōu)選的，所述nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金密度為6.3g/cm3，硬度值達到291.2hv。
6、一種高強韌nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金的制備方法，包括，
7、s1，根據(jù)預定合金成分的原子比例稱取nb、ti、v、zr的金屬顆粒，預處理后備用；
8、s2，將預處理后的nb、ti、v、zr的金屬顆粒，按照熔點由低到高的順序進行放置在熔煉爐的坩堝內(nèi)，抽真空后，在氬氣氣氛下，進行真空電弧熔煉；
9、s3，經(jīng)過多次重復真空電弧熔煉完成后，冷卻至室溫，得到高強韌nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金。
10、優(yōu)選的，s1的預處理的過程為：
11、對nb、ti、v、zr的金屬顆粒進行表面氧化層的去除，再經(jīng)過酒精沖洗，超聲清洗，烘干后備用。
12、優(yōu)選的，采用砂紙打磨方法對nb、ti、v、zr的金屬顆粒進行表面氧化層的去除。
13、優(yōu)選的，所述預處理后的nb、ti、v、zr的金屬顆粒置入wk-ⅱ型非自耗真空熔煉爐的水冷銅坩堝內(nèi)。
14、優(yōu)選的，s2的抽真空要求條件為使熔煉爐內(nèi)的真空度降至6.0×10-3pa以下。
15、優(yōu)選的，所述真空電弧熔煉的參數(shù)設置為引弧電流60a，熔煉電流300a。
16、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益的技術效果：
17、本發(fā)明提供一種高強韌nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金及制備方法，該nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金化學成分為nb：0.05≤x≤0.10at％；ti：0.35≤y≤0.40at％；v：0.35≤m≤0.4at％；zr：0.15≤n≤0.2at％，其中x+y+m+n＝1，解決了傳統(tǒng)難熔合金塑性差、脆性大的問題，本發(fā)明制備出的難熔多主元合金在室溫下屈服強度可達1500mpa以上，應變率接近25％，有望應用于高溫材料領域。本發(fā)明合金制備方法簡單、易行，具備實現(xiàn)批產(chǎn)的條件。
1.一種高強韌nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金，其特征在于，該nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金化學成分為nb：0.05≤x≤0.10at％；ti：0.35≤y≤0.40at％；v：0.35≤m≤0.4at％；zr：0.15≤n≤0.2at％，其中x+y+m+n＝1。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高強韌nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金，其特征在于，所述nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金在室溫下屈服強度達到1500mpa以上，應變率達到25％。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種高強韌nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金，其特征在于，所述nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金密度為6.3g/cm3，硬度值達到291.2hv。
4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的一種高強韌nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金的制備方法，其特征在于，包括，
5.根據(jù)權利要求4所述的一種高強韌nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金的制備方法，其特征在于，s1的預處理的過程為：
6.根據(jù)權利要求5所述的一種高強韌nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金的制備方法，其特征在于，采用砂紙打磨方法對nb、ti、v、zr的金屬顆粒進行表面氧化層的去除。
7.根據(jù)權利要求4所述的一種高強韌nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金的制備方法，其特征在于，所述預處理后的nb、ti、v、zr的金屬顆粒置入wk-ⅱ型非自耗真空熔煉爐的水冷銅坩堝內(nèi)。
8.根據(jù)權利要求4所述的一種高強韌nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金的制備方法，其特征在于，s2的抽真空要求條件為使熔煉爐內(nèi)的真空度降至6.0×10-3pa以下。
9.根據(jù)權利要求4所述的一種高強韌nbxtiyvmzrn系難熔多主元合金的制備方法，其特征在于，所述真空電弧熔煉的參數(shù)設置為引弧電流60a，熔煉電流300a。