高镍铬无限冷硬铸铁是一种优良的热轧辊材料，采用离心复合铸造方法生产的复合轧辊(Indefinite chill double-poured, ICDP)以其抗表面粗糙性、抗热裂性及热态耐磨性的良好配合成为热带钢连轧机后段机架工作辊(特别是成品机架工作辊)首选的轧辊品种。但是由于高速钢和高铬铸铁轧辊在热轧机精轧前架广泛应用，使前架轧辊使用周期大幅延长，对轧机后段用高镍铬复合铸铁轧辊的材质提出更高的要求。因此，改善高镍铬铸铁的组织和性能，对提高轧辊质量、延长轧辊寿命、提高轧机作业效率和轧材质量、降低轧钢生产成本具有重要的现实意义。本文采用浇注金属型高镍铬铸铁阶梯试块方法，利用金相显微镜、SEM、EDS、XRD和硬度测试等手段，研究了75SiFe孕育与REMg变质，V、Ti合金化以及回火处理对金属型铸造高镍铬铸铁组织和硬度的影响；研究了高镍铬铸铁组织对其高温耐磨性及热疲劳性能的影响，探讨了高镍铬铸铁的高温磨损机制及热疲劳裂纹产生机制，取得了如下试验结果。对比分析75SiFe孕育和REMg变质对金属型铸造高镍铬铸铁组织和硬度的影响。结果表明，75SiFe孕育促进片状石墨析出，石墨含量由未处理的4.2%提高至8.1%；而REMg变质处理使高镍铬铸铁中石墨以点球状形式析出，石墨析出数量由未处理的4.2%降低至2.4%。REMg变质使碳化物转变为断网分布，呈岛状和骨骼状，提高高镍铬铸铁的硬度，但高冷却速度弱化REMg的变质效果。在普通的高镍铬铸铁中添加0.3%V和0.3%Ti，可细化组织中的石墨和共晶碳化物，并在基体组织中形成VC、TiC等MC型碳化物，有利于提高高镍铬铸铁的高温耐磨性。但是，V、Ti合金化增加高镍铬铸铁铸态组织中的残余奥氏体量，试样的铸态硬度略有降低。75SiFe孕育和REMg变质高镍铬铸铁中均存在大量的残余奥氏体。350℃回火时，残余奥氏体仍能稳定存在，随着回火温度升高和回火时间延长，残余奥氏体数量逐渐降低，转变为贝氏体。75SiFe孕育高镍铬铸铁回火后的硬度随回火温度的上升和回火时间的延长而小幅下降；REMg变质高镍铬铸铁的回火硬度在回火时间为20h时，400℃回火时出现二次硬化，硬度峰值为62.3HRC。当回火温度达到500℃时，残余奥氏体转变为回火索氏体，试样的回火硬度下降。在550℃的高温磨损试验中，75SiFe孕育和REMg变质高镍铬铸铁的磨损失重随载荷的增加而增加。在载荷相同的条件下，REMg变质试样的磨损失重小于75SiFe孕育试样的，表现出较好的抗高温磨损性能。高镍铬铸铁的高温磨损机制为氧化粘着磨损和接触疲劳磨损。对高镍铬铸铁试样进行了700℃至20℃的热疲劳试验，在循环20次后，75SiFe孕育试样的裂纹长度为15.49mm，而REMg变质试样的裂纹长度为17.69mm。75SiFe孕育试样石墨为细小片状，其热疲劳裂纹在石墨尖端萌生，沿奥氏体与莱氏体的界面扩展，裂纹扩展路径曲折。REMg变质试样的裂纹在碳化物内产生，并沿碳化物扩展，裂纹扩展路径平直。