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随着先进轧机和高效轧制技术的问世,推动了轧钢工业的迅速发展,同时也促进轧辊制造业迈向新的技术领域;如何提高轧辊的使用寿命及轧制质量以适应轧机的需要是轧辊研制者面临的新课题。近年来,将高速钢用于制造新一代轧辊方面取得了突破性进展,高速钢轧辊的综合使用寿命可以比传统用高铬铸铁轧辊提高数倍以上,目前被广泛采用的高铬铸铁复合轧辊,有可能在十年之内被高速钢轧辊取代。本文首先对辊环用高速钢进行化学成分设计,然后利用金相显微镜,X射线衍射仪(XRD ),扫描电子显微镜(SEM )和能谱仪(EDS)等手段,对辊环用高速钢合金系的显微组织、热处理工艺及性能进行了系统地分析。辊环用高速钢具有高碳和高合金的特征,容易形成大量网状碳化物,会严重降低高速钢的性能,且难以用热处理的方法予以消除。因此研究了利用RE, Ti, RE-Ti-Mg进行变质处理对辊环用高速钢显微组织的影响。并且对离心铸造和加工作了简要的分析。结果表明:未变质的试样晶粒粗大,晶粒大小在80～120μm之间;晶界上分布着粗大的网,网状碳化物大小在30～60μm之间。加入0.3% RE变质,对高速钢的凝固组织仅有轻度的细化作用;用1.0%Ti变质时,晶粒和晶界上网状碳化物得到明显细化,晶粒大小在20～60μm之间,网状碳化物处在10～40μm之间;用1.4%RE-Ti-Mg复合变质后,晶粒大小在10～50μm之间,网状碳化物处在10～20μm之间,组织细小而均匀,绝大部分晶界碳化物呈断续网状分布。扫描电镜和能谱分析表明,用1.0% Ti变质处理时,变质剂中的Ti可以和钢液中的C生成大量弥散的TiC质点,TiC作为异质核心促使了V和Nb形成MC型碳化物。Ti的变质作用是由于TiC和MC型碳化物均为面心立方晶格,且晶格常数相近,两相之间错合度很小,符合相位尺寸对应原则,所以TiC可以作为MC型碳化物异质核心,从而极大地促进了非均质形核。对于高速钢Fe-2.5%C-7.0%V-3.0%Mo-5.0%Cr-8.0%W,在淬火温度低于1025℃时,随着淬火温度升高硬度升高,超过1050℃,硬度反而降低。回火温度低于350℃,高速钢辊环硬度变化不明显,超过350℃,随着温度升高硬度先降低再升高,在525℃时达到最高值。高速钢辊环经二次回火硬度达到最高峰。离心铸造方法生产工艺简便,并且能制造出组织和性能优良的高速钢辊环。