21世纪,清洁可再生能源的需求越来越急切,核聚变、核裂变将取代传统的火力发电。超导磁约束托卡马克是目前实现可控热核聚变最有效的方法,如我国的ESAT。耐热钢铁材料作为能源领域重要的结构材料,将面临超高温、强磁场的极端条件。耐热钢的主要强化方式是合金碳化物的析出强化,高温和强磁场长期作用下合金碳化物的析出、长大、粗化行为对耐热钢的服役寿命有着重要影响。而合金碳化物的析出演变等行为与合金元素的扩散密切相关,所以研究强磁场和高温共同作用下合金碳化物形成元素的扩散行为,对于提高耐热钢在极端条件下的使用寿命和力学性能,以及利用强磁场开发新型耐热钢材料具有重要的理论指导意义和潜在的实际应用前景。本文选用三元系耐热钢（Fe-C-Cr、Fe-C-Mo、Fe-C-W）和四元系耐热钢（Fe-C-Cr-V）以及高纯金属元素（Cr、Mo、W、V）为实验材料,通过热压焊合制成扩散偶。利用SEM、EPMA、数学模拟计算等手段,对不同磁场强度（0 T、6 T、12 T）下碳化物形成元素（Cr、Mo、W、V）在耐热钢的不同相区的固态扩散行为进行了研究。利用Boltzmann-Matano（俣野）方法计算了有无磁场作用下扩散偶中各扩散组元的扩散系数。强磁场作用下Fe-C-Cr/Cr扩散偶的固态扩散行为的研究结果表明:在Fe-C-Cr耐热钢的奥氏体相区退火时,强磁场促进了 Fe、Cr原子的互扩散,使Cr原子在钢中的扩散距离和扩散系数明显增加。磁场强度越大,促进作用越强。在顺磁性铁素体相区退火时,强磁场阻碍了 Fe、Cr原子的互扩散,使Cr原子在钢中的扩散距离和扩散系数明显减小。磁场强度越大,阻碍作用越强。在两个不同的相区,施加磁场对相同相区扩散层的相组成和微观形貌均没有显著影响。强磁场作用下Fe-C-Mo/Mo扩散偶的固态扩散行为的研究结果表明:在Fe-C-Mo耐热钢的奥氏体相区退火时,强磁场促进了 Fe、Mo原子的互扩散,使Mo原子在钢中的扩散距离和扩散系数明显增加。磁场强度越大,促进作用越强。在顺磁性铁素体相区退火时,强磁场阻碍了 Fe、Mo原子的互扩散,使Mo原子在钢中的扩散距离和扩散系数明显减小。磁场强度越大,阻碍作用越强。在两个不同的相区,施加磁场对相同相区扩散层的相组成和微观形貌均没有显著影响。强磁场作用下Fe-C-W/W扩散偶的固态扩散行为的研究结果表明:在Fe-C-W/W耐热钢的奥氏体相区退火时,强磁场促进了 Fe、W原子的互扩散,使W原子在钢中的扩散距离和扩散系数明显增加。磁场强度越大,促进作用越强。施加磁场对扩散层的相组成和微观形貌没有显著影响。在顺磁性铁素体相区退火时,强磁场阻碍了 Fe、W原子的互扩散,使W原子在钢中的扩散距离和扩散系数明显减小。磁场强度越大,阻碍作用越强。施加强磁场没有明显改变扩散层的相组成,但改变了扩散层的微观组织形貌,使得块状WC颗粒的数量和尺寸明显增加。强磁场作用下Fe-C-Cr-V/V扩散偶的固态扩散行为的研究结果表明:在Fe-C-Cr-V耐热钢的奥氏体相区退火时,施加磁场显著阻碍了V原子在钢中的扩散行为。磁场强度越大,阻碍作用越强。施加磁场明显改变了扩散层的相组成和微观形貌。在Fe-C-Cr-V耐热钢的顺磁性铁素体相区退火时,Fe、Cr、V原子没有发生明显的互扩散,施加磁场抑制了 C原子扩散,碳化物扩散层明显减少。