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目前，国内外石油化工装置中的高温工艺管线及电站的锅炉蒸汽管道大量使用着Cr-Mo类珠光体耐热钢，这些工艺管线或管道大都采用奥氏体不锈钢焊条或焊丝焊接连接，高温服役过程中在焊接接头熔合线两侧分别出现贫碳带（母材一侧）和增碳带（焊缝一侧），贫碳带高温强度下降，而增碳带硬度增高韧性下降或出现低温脆性。另外，由于母材与焊缝热膨胀系数不匹配引起的热应力使得异质接头成为高温（400-550℃）运行的Cr-Mo工艺管线和管道最薄弱的部位，造成构件和管线提前失效，由此造成了巨大的经济损失和不良的社会影响。为攻克这类焊接接头失效难题，大连理工大学焊接材料研究室申报并获准承担了国家“九五”重点科技攻关“低铬奥氏体焊接材料应用与开发”项目，并于2000年成功研制和开发了一种代替传统使用的奥氏体不锈钢新型焊接材料：0Cr6Mn13Ni10MoTi。该焊接材料基本解决了以往用不锈钢焊接的Cr-Mo钢焊接接头失效问题，并投入商业生产。从前期研究情况来看，该焊接材料的异质焊接接头在高温服役过程中的组织结构变化、碳及合金元素的扩散行为及有关机制仍需深入分析及研究。 本论文选择石油化工装置常用的1Cr5Mo为母材，以研制成功的0Cr6Mn13Ni10MoTi焊丝为焊接材料制备了异质焊接接头，经不同条件时效处理后，对异质接头在时效过程中的组织结构变化及碳和合金元素扩散行为进行分析研究，研究结果表明： （1）0Cr6Mn13Ni10MoTi/1Cr5Mo异质接头熔合区在时效初期有一定宽度的增碳层出现，随时效时间延长逐渐变宽，随时效时间进一步延长增碳层达到最大值之后又逐渐变窄并最后趋于消失。这一增碳层随时效时间的变化规律与传统的A302/1Cr5Mo异质接头在时效过程中的变化规律完全不同。 （2）经透射电镜分析，0Cr6Mn13Ni10MoTi/1Cr5Mo异质接头时效过程初期C从母材一侧越过熔合界面与靠近熔合界面的焊缝中的碳化物形成元素Cr形成M3C型碳化物，这不同于A302/1Cr5Mo异质接头的碳化物类型M23C6型碳化物，而M3C型碳化物在高温下不稳定，长期时效以后会发生分解。 （3）0Cr6Mn13Ni10MoTi/1Cr5Mo异质接头时效初期形成的M3C长期时效以后发生分解，分解出的C、Cr向远离熔合界面的焊缝中扩散，而Mn、Ni是通过偏聚、回溶机制在焊缝扩散，这是与A302/1Cr5Mo异质接头不同的扩散机制。 （4）初步建立了0Cr6Mn13Ni10MoTi/1Cr5Mo异质接头的碳扩散方程。该方程基本可以描述所研制的0Cr6Mn13Ni10MoTi新型焊接材料的异质接头在时效过程中碳的扩散行为。