镍基高温合金被广泛应用在航空航天领域,其实际的服役条件极为苛刻,不但要求合金本身具有优异的高温力学性能,还要兼具良好的抗氧化性能。通常提高合金中Al、Cr含量可以保证合金在高温服役时表面能够形成保护性Al2O3或Cr2O3膜,但Al、Cr含量过高将影响合金的蠕变性能和高温强度。因此本文通过控制合金组织、合理设计Al含量以及添加适量纳米CeO2来改善镍基高温合金的抗氧化性能,以期为开发具有优良抗高温氧化性能的镍基高温合金提供支撑。本文通过控制烧结温度和保温时间对Ni20Cr合金进行烧结,确定粉末镍基高温合金的最佳烧结工艺为1200℃、保温15 min、压力40 MPa;对SPS烧结的Ni20Cr合金的高温氧化性能进行研究并对比铸态的Ni20Cr合金。结果显示,在800℃、850℃、900℃的恒温氧化实验中,两种方式制备的Ni20Cr合金的氧化动力学均呈抛物线规律,但是SPS烧结的Ni20Cr合金均具有更低的氧化速率,表面形成了完整并与合金结合较好的单一型Cr2O3膜,氧化激活能为232.06 kJ,而铸态的Ni20Cr合金表面形成了Cr2O3、NiO、NiCr2O4,其氧化激活能为128.59 kJ。研究结果表明,SPS烧结的Ni20Cr合金具有较高的晶界密度,进而提高了 Cr在合金中的有效扩散系数,促进了 Cr2O3的形成,合金的抗高温氧化性能提高。通过机械合金化的方式在Ni20Cr合金中添加Al（2.5wt.%）及纳米CeO2（0.5wt.%）,并与Ni20Cr合金、Ni20Cr2.5Al合金进行对比研究。结果表明,添加Al及纳米CeO2对Ni20Cr合金的晶粒具有明显细化效果,平均晶粒尺寸由1.98 μm减小至0.54 μm,晶粒细化了 72.73%。在恒温氧化（950℃、1000℃）及循环氧化（1000℃）的实验中发现Ni20Cr合金的的氧化产物为Cr2O3、NiCr2O4。Ni20Cr2.5Al合金的氧化产物为Al2O3,NiCr2O4。含0.5wt.%CeO2的Ni20Cr2.5Al合金在以上氧化过程中表面的氧化膜均为单一型Al2O3膜,氧化膜较薄（<1 μm）并且与合金结合较好,具有更低的氧化速率。通过研究发现,细晶组织可以促进Al的选择性氧化,并且纳米CeO2促进了 Al2O3膜下钉状结构的形成,对氧化膜起到钉扎作用,提高了氧化膜的抗剥落性能,在1000℃高温下,Ce4+可以沿着Al2O3晶界向外扩散,动态偏析在Al2O3的柱状晶界处,一方面阻挡Al3+向外扩散来降低氧化速率,另一方面可以提高Al2O3膜的抗蠕变性能,显著的提高了合金的抗氧化性能。