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现代先进高温材料发展趋向于使用多元合金以获得满足服役工况要求的综合性能如高温强度、室温韧性与化学稳定性。高温合金通常包括Co基、Fe基和Ni基高温合金。其中,Fe基高温合金价格比较低廉,其高温力学性能良好且抗氧化能力突出,在航空航天、船舶、热能以及石化工业有着广泛应用。本研究选择Fe-45Cu-15Ni-5Al、Fe-65Cu-15Ni-5Al、Fe-45Cu-15Ni-7Al、Fe-65Cu-15Ni-7Al、Fe-45Cu-15Ni-10Al、Fe-65Cu-15Ni-10Al六种四元合金,研究它们在700℃-1000℃的恒温和循环氧化行为,有助于阐明多元模型高温合金的氧化机制,探究不同Al含量对合金抗氧化的性能影响,探索其在恒温和循环两种不同氧化环境中的差异性,同时对于新材料的设计、制备与应用具有指导意义。研究了Fe-45Cu-15Ni-5Al和Fe-65Cu-15Ni-5Al四元合金在700-1000℃纯氧气中的恒温氧化以及空气环境中的循环氧化,除了Fe-65Cu-15Ni-5Al合金在1000℃下最外层主要为Cu2O以外,其他条件下均形成了最外层以CuO为主,中间层由Fe、Ni和Al的氧化物以及它们之间形成的复合氧化物组成,最内层为Al2O3层;Fe-65Cu-15Ni-5Al合金在700-900℃恒温氧化条件下更容易形成连续的Al2O3,合金没有发生内氧化外,合金抗氧化性能较好,其余情况内层都有不连续的Al2O3层生成,Al2O3层下面发生了Al的内氧化。而在900-1000℃由于生成的Al2O3层有反复破裂的现象,不能阻止合金的内氧化,因此铜含量更多的富铜Fe-65Cu-15Ni-5Al合金腐蚀速度比Fe-45Cu-15Ni-5Al合金要快,尤其是在1000℃循环氧化条件下,合金在冷却过程中由于应力作用大面积剥落,使得合金新鲜基体暴露在空气中继续被氧化,使得合金腐蚀速率非常快。研究了Fe-45Cu-15Ni-7Al和Fe-65Cu-15Ni-7Al四元合金在700-1000℃纯氧气中的恒温氧化以及空气环境中的循环氧化。两种合金经过初始阶段氧化后,合金在氧化膜与基体界面处生成的Al2O3层比Fe-Cu-Ni-5 at.%Al合金更为连续,同条件下腐蚀速率降低,氧化膜结构与Fe-Cu-Ni-5 at.%Al类似。Fe-45Cu-15Ni-7Al合金由于在富铁b相区Al含量较低所以在b相区域Al2O3不够连续,并且出现了一些内氧化区,Fe-65Cu-15Ni-7Al合金在恒温氧化四个温度下均形成了很连续的Al2O3层,基本上没有内氧化区域的存在,合金抗氧化性能在恒温条件下优于Fe-45Cu-15Ni-7Al合金。在循环氧化条件下,900℃时合金的Al2O3层破裂的同时又有不断的重新生成的迹象,Fe-65Cu-15Ni-7Al合金在900℃循环氧化下腐蚀速率仍旧低于Fe-45Cu-15Ni-7Al,与恒温氧化规律一致,但在1000℃循环氧化条件下这种结果发生了转变。研究了Fe-45Cu-15Ni-10Al和Fe-65Cu-15Ni-10Al四元合金在700-1000℃纯氧气中的恒温氧化以及空气环境中的循环氧化,当Al含量增加到10 at.%,在氧化初期,合金表面能快速的生成连续的Al2O3层从而能更早的抑制Cu、Fe的氧化,并且Fe-65Cu-15Ni-10Al四元合金更容易生成连续致密的Al2O3层,外层氧化物基本上均为Al2O3。在恒温情况下具有优异的抗氧化性能。在1000℃循环氧化条件下,两种合金虽然在前期都生成了连续的Al2O3层,但是在冷却过程中由于不同氧化物的膨胀系数不同且应力作用导致合金氧化物剥落非常严重,两种合金氧化行为类似,腐蚀速度都非常快。