Fe-Cr-Al合金在高温下由于能够形成氧化铝保护膜，其使用温度能高达1300℃,这就使得Fe-Cr-Al合金被广泛的应用于工业生产和生活的各个领域。部件的寿命仍是制约材料的一个关键问题。Fe-Cr-Al合金尽管有良好的抗氧化性，但其寿命仍是有限的。Fe-Cr-Al合金暴露在高温环境中时，基体中的Al不断枯竭，使得合金的寿命降低。在理论方面系统的研究Fe-Cr-Al合金高温氧化行为，揭示其高温氧化机制，有利于提高Fe-Cr-Al合金的工作温度及高温环境下的性能，更有利于推进新型Fe-Cr-Al合金的研发。本硕士论文选择使用基于密度泛函第一原理方法的MS5.5软件中Castep模块进行计算模拟计算，建立Fe-Cr-Al合金模型和其表面存在氧吸附的模型，在理论层面上研究讨论Fe-Cr-Al合金高温氧化及影响机理。表面偏聚能结果表明：Cr, Al,Y原子都向Fe（110）表面偏聚，且Y的偏聚力最强，阻止了Fe原子向外扩散。Cr、Al、Y能在Fe（110）表面形成致密的Al₂O₃, Cr₂O₃和稀土氧化物保护膜，阻止了O向内扩散，从而减小合金的氧化速率。O吸附能计算结果表明，O能够自发地吸附在Fe合金表面，Al、Cr、Y向表面偏聚会减少氧吸附过程中所释放的热量，这也有利于降低Fe-Cr-Al合金的氧化速率。通过分析态密度图、电荷得失和电荷布居，发现O和Fe、Al、Cr、Y之间成键既有离子键又有共价键特性，其中Al和Y原子与O的离子性和共价性结合较强，这使Al、Y择优氧化加速，从而提高含Y的Fe-Cr-Al合金氧化性能。本文还研究了稀土对Fe-Cr-Al合金高温氧化的影响机理。发现稀土元素的加入增大Al₂O₃氧化膜中的空位浓度，加快Al₂O₃氧化膜的形成速度。快速形成的Al₂O₃氧化膜能够起到阻止O向合金内部扩散，起到保护Fe-Cr-Al合金的作用。杂质S的存在会向Fe-Cr-Al合金表面偏聚。Fe-Cr-Al合金表面存在杂质S时，杂质S会排斥氧的吸附，使得氧化膜出现空洞，降低了基体合金的粘附性，使得氧化膜容易脱落，致使Fe-Cr-Al合金抗氧化能力下降。稀土Y的加入抑制杂质S向表面偏聚，而偏聚于表面的Y与氧有较强的作用反应生成的稀土氧化物可以加强合金表面氧化膜与基体的结合，从而改善了FeCrAl合金的抗氧化性能。