金属铁（Fe）因其独特的磁性和机械性能,被应用在磁性器件、电磁产品以及军工产品等各个领域。但铁本身具有不抗氧化的缺点,导致Fe制品氧化严重,每年都会带来很大的经济损失。随着现代工业生产的快速发展,人们对工业各种Fe制零件的高温抗氧化能力提出了越来越高的要求,因此迫切需要寻找提升Fe合金高温抗氧化能力的新手段。迄今为止存在很多提高Fe基合金抗氧化能力的方法,例如:喷漆、发蓝和电镀等。但是这些方法存在工艺复杂、保护层容易脱落甚至污染环境等缺点。目前已有文献报导通过对纯铜进行微合金化形成Cu-Al或Cu-Si合金,然后进行预热处理在铜的表面形成Al2O3或Si O2保护层从而有效提高铜金属的抗氧化能力。但到目前为止,运用预热处理工艺对提高Fe抗氧化能力的相关研究仍很缺乏。因此,本论文主要研究预热处理条件下微合金化Fe-Si合金的高温抗氧化性能及相关机制,以提高Fe合金的使用寿命。论文首先研究了H2气氛和不同温度条件下预热处理对Fe-Six（x=0.5、1或2wt.%）合金抗氧化性能的影响。结果显示,随着预热处理温度从600℃升高到800℃时,预热处理后的Fe-Si合金氧化增重明显减小,抗氧化能力明显加强。这是因为随着温度的升高,Si元素向表面扩散速度加快,形成了更完整的Si O2保护层。在温度为800℃和900℃时,预热处理后的Fe-Si合金的增重曲线几乎重合,两者的抗氧化能力几乎没有差别,抗氧化能力都较强,证明在800℃时已经形成了完整的保护层。另外,在800℃进行预热处理时,与其它浓度样品相比,Si元素含量为2 wt.%的Fe-Si合金的表面几乎没有发生氧化,证明Fe-Si合金的Si O2保护层完整性同样取决于Si元素浓度。这是因为随着Si元素含量增高,在预热处理过程中Si元素向表面偏析程度越大,在金属表面越容易生成完整的有保护性的Si O2层,所以Fe-Si合金的抗氧化能力越强。此外,为降低预热处理过程中的能量消耗,进一步探究了保温时间和冷却速率对Fe-Si合金抗氧化性能的影响。研究发现当预热处理的保温时间缩短至18 h氧化后的表面与保温24 h相比氧化程度差别很小,表明该保温时间下表面已经形成了较为完整的保护层,并可以对基体起到较好的抗氧化作用。对于快速冷却条件下的Fe-Si合金,在预热处理温度较低条件下的合金表面氧化较为严重,其抗氧化性能较差。这是因为在快速冷却过程中,保护层不能自我修复基体和保护层之间的热膨胀系数差异引起的内应力造成保护层中的缺陷或裂缝。当温度达到900℃时,氧化后的Fe-Si合金表面氧化程度较弱。这是由于此时温度较高,元素扩散的更加充分,形成保护层的连续和致密性更好,可以消除由于快速冷却产生内应力的负面影响,因而对其抗氧化性能影响较小。