近年来,不断增长的不锈钢需求与有限镍资源之间的矛盾日趋加深,人们把目光聚焦到成本低,抗腐蚀性能和抗高温氧化性能优异的资源节约型不锈钢—高纯铁素体不锈钢上。但是,这类钢铁材料在热加工和焊接时晶粒长大倾向大、缺口敏感性高、475℃脆性和成形性差等缺点限制其更广泛的应用。稀土是我国的富有资源,被广泛应用于钢中,但其在高纯铁素体不锈钢中的作用机理不是很明确,且有些研究结果相互矛盾。特别是在洁净钢中硫,氧,磷等杂质含量很低,以往研究得出的稀土硫比值已不能用于指导生产实际。因此,有必要系统研究稀土在高纯铁素体不锈钢中的作用机理,研究结果为开发具有我国资源优势、性能优良的高纯铁素体不锈钢提供理论依据。本研究熔炼了不同稀土Ce含量的00Cr17高纯铁素不锈钢,利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、热模拟试验机、万能拉伸试验机和显微硬度等测试技术,研究了Ce对00Cr17钢铸态组织、热塑性、再结晶、晶粒长大,冲击韧性、成形性、475℃脆性和高温抗氧化性能的影响,系统分析和探讨了Ce在00Cr17高纯铁素体不锈钢中的作用机理,得到如下实验结果：Ce细化了00Cr17钢的铸态组织,减少柱状晶的形成,促进等轴晶的形成,随Ce含量增加铸态组织细化程度增强。Ce细化00Cr17钢铸态组织的主要原因是细小的含Ce氧化物,硫化物以及金属间化合物在凝固过程中成为非均匀形核核心,增加了凝固组织的形核率。Ce能够抑制中温区Cr23C6在晶界上析出,降低1400℃高温脆性区内部分晶界优先熔化而形成裂纹的倾向,同时,00Cr17钢中添加Ce完全消除了900～1050℃中温脆性区,改善了600～1350℃温度区域的热塑性。Ce固溶到00Cr17钢中引起晶格畸变,增加了冷变形的储存能,进而增大了再结晶驱动力,降低了00Cr17钢静态再结晶温度,促进了静态再结晶的发生。Ce增加了00Cr17钢晶粒长大激活能,阻碍了铁素体晶粒长大。由于Ce偏聚到晶界,增大晶界运动的阻力,因而Ce推迟了00Cr17钢热变形过程中动态再结晶的发生。根据热加工本构模型基础理论,计算了Re-F、Re-H钢热变形激活能Q分别为335.7kJ·mol-1、324.6kJ·mol-1。建立了实验钢塑性流变本构方程为：Re-F钢：Re-H钢：在室温下,添加0.02%Ce使00Cr17钢横向和纵向冲击韧性分别提高了17%、14%,添加0.08%Ce对冲击韧性没有影响。但在-20℃和-40℃C时,Ce的加入对00Cr17钢的冲击韧性均没有影响。Ce抑制了00Cr17钢屈服平台现象,提高00Cr17钢的断后伸长率(δ)、应变硬化指数(n值)和平均塑性应变比(r),在一定程度上改善了00Cr17钢的成形性。00Cr17钢在475℃时效时间小于196h时,Ce的加入抑制了钢中α’相的析出,减缓475℃脆化速度。但随时效时间增加含Ce钢和不含Ce钢均表现为冲击韧性逐渐减小,直至呈现完全脆性断裂。实验钢在700～1000℃范围内,氧化动力学曲线均遵循抛物线规律。在高于1000℃时,含Ce钢的氧化速率明显低于不含Ce钢,Ce含量高,抗氧化效果越显著。氧化温度在700～1000℃时,表面氧化膜均由Cr203单相组成,在1100℃时,表面氧化膜由Cr203和Fe203两相组成,添加Ce钢能明显减缓氧化膜中Fe203的形成,增强氧化膜与基体的粘附性。