随轧制技术的发展和节能环保要求的提高,热连轧轧辊的服役条件苛刻及在线时间的增长对轧辊的耐磨性和抗氧化性提出了更高的要求。目前,在最先进的ESP连上,粗轧高Cr铸钢轧辊的耐磨性差而高速钢粗轧辊的抗氧化差等缺点显著影响了ESP生产效率和产品质量。因此,研究具有高耐磨性和抗氧化性的粗轧轧辊,以满足现代先进轧制技术对轧辊性能的要求,对提高轧辊及轧制技术的发展和应用具有重要意义。本论文以半高速钢为研究对象,采用Thermo-Calc软件、感应熔炼炉、光学显微镜、硬度计、Gleeble热模拟机、扫描电子显微镜和能谱仪等试验手段,研究了不同含Cr量半高速钢铸态组织、热处理工艺及恒温氧化与循环氧化后氧化膜的形貌及结构,并分析了Cr对组织和性能的影响规律和机制。结果表明:半高速钢铸态组织主要由马氏体基体和断续网状分布的MC、M2C、M7C3、M23C6等类型碳化物组成,随Cr含量的增加,M7C3碳化物含量增加,且二次碳化物M2C与M7C3先后析出关系发生转变,铸态钢的硬度增大,8%Cr半高速钢洛氏硬度达到59.5 HRC。淬火不仅改善基体组织的均匀性,而且改变部分一次碳化物的类型和形态,铸态片状M2C分解转变为不连续M6C和MC碳化物,经回火后产生明确的二次硬化现象。8%Cr半高速钢经1100℃淬火、530℃回火后,硬度升高到63.0 HRC。恒温氧化条件下,半高速钢氧化增重曲线呈抛物线状。随Cr含量的提高,半高速钢抗氧化能力增强,单位面积氧化增重数值减少。半高速钢表面氧化特征为选择性氧化,碳化物/基体交界处优先生成氧化物。半高速钢的氧化行为由氧化温度和氧化时间决定,较低温氧化产物为Fe2O3,随温度升高半高速钢抗氧化性能降低,氧化产物为Fe2O3和Fe3O4。在循环氧化条件下,随循环周次提升,不同Cr含量半高速钢抗氧化性能差异明显,随Cr含量增加基体表面生成富Cr氧化膜、抗循环氧化能力增强。低周次表面氧化物主要为（Fe,Cr）2O3,随循环周次增加,表面氧化物组成为（Fe,Cr）2O3和FeCr2O4。