Ni-Cr-Al系合金作为高温合金的一种,以其优异的高温力学性能和高温抗氧化性能,用于新型航空发动机、燃气轮机等高温部件。高温合金的高温氧化是合金失效的重要原因之一,对合金氧化性能的研究至关重要。镍基高温合金中添加稀土元素是提高高温合金性能的研究方向之一。稀土元素Sc添加能降低合金的氧化速率,在合金中表现出优异的性能和前景。因此,针对稀土元素Sc对Ni-Al-Cr合金氧化过程中的作用进行系统研究,使合金抗高温性能达到更高的水平,以满足不断严苛的应用环境。本文采用粉末冶金法制备不同Cr含量的Ni-x Cr-z Sc（x=5,15,25,35;z=1,0;wt.%）;不同Al含量的Ni-y Al-Sc（y=5,10,15,20;z=1,0;wt.%）;不同Al、Cr含量的Ni-x Cr-y Al-z Sc（x=5,10,15;y=5,10,15;z=1,0;wt.%）合金;研究在1000℃高温条件下循环氧化100h后添加Sc元素对合金高温氧化行为和机理的影响。从氧化速率、相组成和表面形貌等方面,分析添加稀土元素Sc的合金在1000℃循环氧化下的高温抗氧化性、表面组织变化及合金氧化动力学规律。分析Ni-Cr-Al-Sc合金的高温氧化机理和稀土元素的作用机理,为该类合金的研究提供参考。（1）Ni-10Al-Sc、Ni-15Al-Sc、Ni-10Al、Ni-15Al合金试样,添加稀土元素Sc合金中α-Al2O3衍射峰比不添加稀土元素Sc同Al含量的合金衍射峰更强,θ-Al2O3衍射峰更弱。说明稀土Sc的添加,促进Al2O3中稳定α-Al2O3的生成,减少合金由不稳定氧化物向稳定氧化物转变过程中的应力,提高氧化膜与基体的粘附力。（2）稀土元素Sc促进Ni O和Cr2O3、Al2O3的反应生成尖晶石结构。由于Ni Al2O4、Ni Cr2O4结构的高致密度,减缓离子扩散的速度。Ni Al2O4、Ni Cr2O4的形成,抑制合金中元素的扩散速率,减缓氧化速率。（3）Al、Cr含量较低（5wt%）的氧化膜都以片状形式从合金基体剥落。Sc促进Al2O3、Cr2O3氧化膜的形成,降低Al2O3、Cr2O3形成的临界浓度。Al2O3、Cr2O3氧化膜形成主要消耗Cr、Al元素,导致合金基体剩余部分富含Ni。这使Al2O3、Cr2O3底层的氧化膜主要由Ni O组成,Ni O塑形差,导致氧化膜从基体的整体剥落。（4）Cr质量分数高于20%时,由于氧化膜塑形差,应力增大;Cr2O3生成的挥发性Cr O3在合金表面形成空洞,导致氧化膜变薄;过于严重的内氧化物会导致合金沿晶界开裂并发生严重剥落,氧化速率高。所以过高Cr含量不能提高Ni-Cr合金的高温抗氧化性能。（5）含有Sc元素的合金对Cr2O3氧化膜起到细化作用,使晶粒细化,晶界增加,塑形提高,提高氧化膜的完整性,提高合金高温抗氧化性能。（6）加入稀土Sc,含Al的合金发生沿晶界的内氧化,稀土元素Sc在合金基体中形成“interfacial oxide pegs”以及不规则的氧化膜/合金界面,在合金基体的晶界生成“interfacial oxide pegs”,“interfacial oxide pegs”与氧化膜一体,扎入合金集体内部,形成“钉扎效应”。增大氧化膜与合金基体的接触面积,提高氧化层与基体的粘附力,氧化膜不易剥落。（7）稀土元素Sc的合金首先在富稀土相处发生氧化,生成氧化物并为Al、Cr元素提供形核位置,率先在晶界形成内氧化物。Sc元素与Al元素分布一致,元素Sc偏聚阻碍Al3+的向外扩散速率,并且可能促进Al2O3的生成,有助于促进Al的选择性氧化形成保护性的内Al2O3膜。