熱軋生產中，軋輥的工作條件惡劣，主要是因為熱軋輥常與溫度可達900～1100℃的軋材接觸，輥而溫度可達500℃[18-19]，軋輥使用中除了承受很大的軋制力，以及輥面受軋材的磨損外，在軋材高溫的作用下，輥面易產生氧化，氧化膜易脫落，加劇軋輥的失效。
此外，軋輥在工作中還會反復被軋材加熱及冷卻水冷卻，經受溫度變化幅度較大的激冷激熱，產生很大的熱應力，逐漸導致熱疲勞裂紋的產生，熱疲勞裂紋在軋制力的作用下不斷擴展，導致軋輥表面破或者至剝落，使軋輥失效。熱軋輥材料的發展和選用，在軋輥表面的金相組織中形成較硬的碳化物。隨著熱軋工藝的發展，熱軋輥材料也在不斷改進和發展，從早期使用的冷硬鑄鐵軋輥，發展到半鋼軋輥、高鉻鑄鐵軋輥和高速鋼軋輥。
早期使用的軋輥組織以M3C型碳化物為主，如Fe3C等。后來加入合金元素鉻、鎳等，碳化物類型仍以M3C為主，形態變化不大，呈網狀分布，但碳化物由FC3C變成了(F'e，Cr)3C，碳化物硬度增加，而且軋輥的基體組織由珠光體變成了馬氏體和貝氏體。在軋輥中進一步增加鉻含量，碳化物由M3C轉變成M7C3型為主，如Cr7C3等，硬度增加，碳化物形態完善，由剛狀分布變成菊花狀分布，軋輥硬度增加的同時，力學性能是沖擊韌性和斷裂韌性大幅度加強，軋輥使用性能逐漸完善。
進入20世紀80年代末期，采用鑄造高速鋼制造軋輥引起了世界各同軋輥研制者的重視。目前正在研制及推廣的高速鋼復合軋輥，在使用狀態下，軋輥表面層的金相組織主要由MC型和M6C型碳化物以及在高溫下具有較高硬度的基體組織構成。
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