铁铬铝合金具有生产成本低廉,耐高温腐蚀性能较好,热膨胀系数低等优点,是汽车尾气净化器催化剂载体的理想材料。但在热循环、热疲劳等极端环境下,氧化膜易发生开裂、剥落等,导致其使用寿命较短,严重制约了铁铬铝合金的应用。本文通过添加稀土La、Ce改善Fe25Cr5Al合金的抗高温氧化性能,在实验的基础上结合第一性原理计算探究Fe25Cr5Al合金的高温氧化机理及稀土的作用机制。热力学计算分析及合金微观分析表明,Fe25Cr5Al合金内存在着尺寸较大且数量较多的Al N等夹杂,合金氧化后氧化膜表面及断面微观形貌表明这些Al N夹杂对氧化膜的完整性及氧化膜与基体的粘附性有较大的影响。添加不同含量的稀土La、Ce后,合金的夹杂数量、尺寸及种类随着稀土含量增大而显著减小,从而有效地消除了夹杂对Fe25Cr5Al合金氧化膜的负面影响。同时稀土La、Ce与钢中S、O等元素结合形成RE-O-S等夹杂净化了钢液,并且一定程度上减小了S等杂质元素对氧化膜/基体粘附性的不利影响。1100℃下,不同稀土含量的Fe25Cr5Al合金在空气中分别氧化1 h、20 h和300 h后,通过光镜及Image-Pro分析得到合金的组织及晶粒尺寸数据。结果表明随着氧化时间的延长,Fe25Cr5Al合金晶粒不断长大。结合氧化增重结果发现,随着晶粒尺寸变大铁铬铝合金的氧化增重急剧增大。此外,随着稀土含量增加,氧化前Fe25Cr5Al合金的晶粒尺寸显著变小,且氧化后晶粒尺寸长大幅度更小,组织更加均匀。应用XRD、SEM对氧化不同时间后氧化膜成分、形貌等分析表明,Fe25Cr5Al合金氧化机制为O2-由空气向基体内扩散,同时Al3+由基体向外扩散,使得氧化反应在氧化膜/基体界面进行,由于形成新的氧化物释放生长应力,导致氧化膜横向生长最终呈波浪状。波状氧化膜在热循环过程中易发生开裂甚至剥落,不能较好的形成具有保护作用的氧化膜。稀土加入后,一方面抑制了Fe25Cr5Al合金基体内金属Al3+离子的外扩散,促进形成致密的氧化膜后也阻碍了O2-的内扩散。另一方面在氧化膜/基体界面起着钉扎作用,稀土在Fe25Cr5Al内形成大量弥散分布的富稀土相,氧化时基体表面的富稀土相优先氧化形成稀土氧化物,这些氧化物作为离子传输快速通道,使得氧化膜围绕稀土氧化物长大,从而形成“钉”状氧化物条,紧密的将氧化膜与基体连接起来,显著改善了Fe25Cr5Al合金的抗高温氧化性能。采用重位点阵模型理论（CSL）构建了bcc FeΣ3[110]（112）对称倾转晶界模型,在晶界内及晶界区置换掺杂La、Ce原子后进行计算。偏聚能计算结果表明La、Ce原子在晶界区更加稳定,在钢中易偏聚于晶界内。稀土偏聚于晶界后形成稀土化合物,有利于固定晶界,使得Fe25Cr5Al合金在高温氧化后晶粒长大更困难,提高了Fe25Cr5Al合金抗高温氧化性能。