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℃，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，使軋輥失效。
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，導致軋輥表面破裂或者剝落，使軋輥失效。熱軋輥材料的發展和選用，主要著眼于加強軋輥的表面耐磨性，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地改進和發展，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(Fe，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，軋輥的耐磨性加強。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，軋輥硬度增加的同時，力學性能中沖擊韌性和斷裂韌性大幅度加強，軋輥使用性能完善。
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