常用冷軋輥中工作輥的材料有9Cr,9Cr2,9Crv,8CrMoV等，冷軋輥要求表面淬火，硬度為HS45~105。
熱軋輥常用的材料有55Mn2,55Cr,60CrMnMo,60SiMnMo等，熱軋輥使用在開(kāi)坯，厚板，型鋼等加工中。它承受了強(qiáng)大的軋制力 ，劇烈的磨損和熱疲勞影響，而且熱軋輥在高溫下工作，并且允許單位工作量?jī)?nèi)的直徑磨損，所以不要求表面硬度，只要求具有較高的強(qiáng)度，韌性和耐熱性。熱軋輥只采用整體正火或淬火，表面硬度要求HB190~270硬度。軋輥硬度是一個(gè)間接的物理值，它的高低受到軋輥本身內(nèi)部組織狀態(tài)的影響，如軋輥材料的基體硬度，軋輥材料中碳化物的種類和數(shù)量，軋輥的殘余應(yīng)力等等；同時(shí)，由于軋輥硬度檢測(cè)常用的肖氏和里氏硬度檢測(cè)均為反彈式硬度檢測(cè)，受檢測(cè)儀器的狀態(tài)，操作者的心理因素等其他因素的影響較大。所以無(wú)論是軋輥的制造和使用部門，需要配備專人負(fù)責(zé)硬度的檢測(cè)工作，注意硬度計(jì)的選型，與其他硬度的對(duì)比關(guān)系要穩(wěn)定，同時(shí)要注意經(jīng)常送檢和校對(duì)硬度檢測(cè)儀器和標(biāo)準(zhǔn)試塊，有條件的企業(yè)可以推廣利用標(biāo)準(zhǔn)軋輥來(lái)進(jìn)行硬度計(jì)的校對(duì)工作。

軋輥是使（軋材）金屬產(chǎn)生塑性變形的工具，是決定軋機(jī)效率和軋材質(zhì)量的重要消耗部件。軋輥是軋鋼廠軋鋼機(jī)上的重要零件，利用一對(duì)或一組軋輥滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力來(lái)軋碾鋼材。它主要承受軋制時(shí)的動(dòng)靜載荷，磨損和溫度變化的影響。

軋輥種類很多，常用的軋輥品種有鑄鋼軋輥、鑄鐵軋輥和鍛造軋輥三大類，在型材軋機(jī)上還有少量硬質(zhì)合金軋輥（鎢鋼軋輥）。

鑄造軋輥和鍛造軋輥；

鑄造軋輥是指將冶煉鋼水或熔煉鐵水直接澆注成型這一生產(chǎn)方式制造的軋輥種類。

鑄造軋輥按材質(zhì)又可分為鑄鋼軋輥和鑄鐵軋輥兩類；按制造方法又可分為整體鑄造軋輥和復(fù)合鑄造軋輥兩類。

鍛造軋輥按材質(zhì)分類如下：

⑴鍛造合金鋼軋輥；

⑵鍛造半鋼軋輥；

⑶鍛造半高速鋼軋輥；

⑷鍛造白口鑄鐵軋輥。

整體軋輥、冶金復(fù)合軋輥和組合軋輥

⒈整體軋輥是相對(duì)于復(fù)合軋輥而言的，整體軋輥的輥身外層與心部以及輥頸采用單一材質(zhì)鑄造或鍛造而成，輥身外層和輥頸不同的組織、性能通過(guò)鑄造或鍛造工藝以及熱處理工藝過(guò)程來(lái)控制和調(diào)整。鍛造軋輥和靜態(tài)鑄造的軋輥均屬于整體軋輥。整體軋輥分為整體鑄造和整體鍛造軋輥兩種；

⒉冶金復(fù)合鑄造軋輥主要有半沖洗復(fù)合鑄造、溢流（全沖洗法）復(fù)合鑄造、離心復(fù)合鑄造三種，此外還有連續(xù)澆鑄包覆（CPC－Continuous PouringProcess for Cladding）、噴射沉積法、熱等靜壓（HIP－Hot Isostatically Pressed）、電渣熔焊等特殊復(fù)合方法制造的復(fù)合軋輥種類。組合軋輥主要是鑲套組合軋輥。

（三）按制造材料：鑄鋼系列軋輥、鑄鐵系列軋輥和鍛造系列軋輥

（四）軋輥常用的熱處理類型：去應(yīng)力退火、等溫球化退火、擴(kuò)散退火、正火、回火、淬火、深冷處理。

軋輥有不同的分類方法。按輥身形狀分為圓柱形和非圓柱形，前者主要用于板材、帶材、型材和線材生產(chǎn)，后者主要用于管材生產(chǎn)。

是否接觸軋件

按是否接觸軋件分為工作軋輥和支承輥。直接接觸軋件的軋輥稱工作軋輥；為增加工作軋輥的剛度和強(qiáng)度而置于工作軋輥背面或側(cè)面又不直接接觸軋件的軋輥稱支承輥。

使用機(jī)架

按使用機(jī)架分為初軋輥、粗軋輥、中間軋輥和精軋輥。按軋材的品種分為板帶軋輥、軌梁軋輥、線材軋輥和管材軋輥等。還可按軋制時(shí)軋件的狀態(tài)分為熱軋輥和冷軋輥。

⑴軟輥 肖氏硬度約為30~40，用于開(kāi)胚機(jī)、大型型鋼軋機(jī)的粗軋機(jī)等。

⑵半硬輥 肖氏硬度約為40~60，用于大型、中型、小型型鋼軋機(jī)和鋼板軋機(jī)的粗軋機(jī)。

⑶硬面輥 肖氏硬度約為60~85，用于薄板、中板、中型型鋼和小型型鋼軋機(jī)的粗軋機(jī)及四輥軋機(jī)的支撐輥。

⑷特硬輥 肖氏硬度約為85~100，用于冷軋機(jī)。

按軋機(jī)類型軋輥可分為以下三類：

⑴平面軋輥 即板帶軋機(jī)軋輥，其輥身呈圓柱形。一般熱軋鋼板軋機(jī)軋輥?zhàn)龀晌夹?，受熱膨脹時(shí)，可獲得較好的板形；冷軋鋼板軋機(jī)軋輥?zhàn)龀晌⑼剐危谲堉茣r(shí)，軋輥產(chǎn)生彎曲，以獲得良好的板形。

⑵帶槽軋輥 它用于軋制大、中、小各種型鋼、線材及初軋開(kāi)坯。在輥面上刻有軋槽使軋件成形。

⑶特殊軋輥 它用于鋼管軋機(jī)、車輪軋機(jī)、鋼球軋機(jī)及穿孔機(jī)等專用軋機(jī)上。這種軋機(jī)的軋輥具有各種不同的形狀，如鋼管軋制中采用斜軋?jiān)碥堉频能堓佊袌A錐形、腰鼓形或盤形。

使用時(shí)又進(jìn)一步受到了各種周期應(yīng)力的作用，

決定于三個(gè)因素：①軋機(jī)、軋材和軋制條件，以及軋輥的合理選擇；②軋輥材料及其制造質(zhì)量；③軋輥的使用和維護(hù)制度。

通常對(duì)粗軋輥以強(qiáng)度、抗熱裂為主要要求；小型20輥軋機(jī)的工作軋輥重僅 100克左右，而寬厚板軋機(jī)的支承輥重量已超過(guò)200噸。選用軋輥時(shí)首先根據(jù)軋機(jī)對(duì)軋輥的基本強(qiáng)度要求，選定安全承載的主體材料（各種級(jí)別的鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼等）。

而精軋輥速度較高，軋制最終產(chǎn)品要有一定的表面質(zhì)量，對(duì)它以硬度、耐磨等為主要要求。然后考慮軋輥使用時(shí)所應(yīng)有的耐磨性。由于軋輥的磨損機(jī)理很復(fù)雜，包括機(jī)械應(yīng)力作用、軋制時(shí)的熱作用、冷卻作用、潤(rùn)滑介質(zhì)的化學(xué)作用以及其他作用，還沒(méi)有一項(xiàng)綜合評(píng)定軋輥抗磨性的統(tǒng)一指標(biāo)。由于硬度易于測(cè)量，并在一定條件下可以反映耐磨性，所以一般就用徑向硬度曲線來(lái)近似地表述軋輥的耐磨指標(biāo)。

此外，對(duì)軋輥還有一些特殊要求，如壓下量大時(shí)，要求軋輥有較強(qiáng)的咬入能力，較耐沖擊；

軋制薄規(guī)格產(chǎn)品時(shí)，則對(duì)軋輥的剛性、組織性能均勻性、加工精度以及表面光潔度等要求較嚴(yán)；

軋制復(fù)雜斷面的型鋼時(shí)，還要考慮輥身工作層的切削加工性能等。

選用軋輥時(shí)，對(duì)軋輥的有些性能要求往往是彼此對(duì)立的，軋輥購(gòu)置費(fèi)和維護(hù)費(fèi)用又很昂貴，所以應(yīng)充分權(quán)衡技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的利弊，決定用鑄的還是鍛的，合金的還是非合金的，單一材料的還是復(fù)合材料的。

一般按制造工藝分類：工作層因金屬型的激冷作用呈白口組織（基體+碳化物）的軋輥稱冷硬鑄鐵軋輥；用上述方法，但適當(dāng)提高鐵水碳當(dāng)量而得到麻口組織（基體+碳化物+石墨）的軋輥稱無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥。“無(wú)限”—詞源于英文“indefinite”，原意為“不明確”，指激冷層在斷口上無(wú)明確界限，被誤譯為“無(wú)限”，現(xiàn)已沿用成習(xí)。采用襯砂金屬型并繼續(xù)提高碳當(dāng)量可得粗麻口組織的軋輥，稱半冷硬鑄鐵軋輥。所有上述品種的組織中凡石墨呈球狀的，稱球墨鑄鐵軋輥；復(fù)合澆鑄的軋輥加“復(fù)合”一詞。

一般按含碳量分類：含碳極高（1.4～2.4%）的過(guò)共析鋼軋輥，俗稱半鋼軋輥，高碳的半鋼軋輥實(shí)際已伸入鑄鐵領(lǐng)域；高碳過(guò)共析鋼軋輥還有一類為石墨鋼軋輥，其石墨是通過(guò)孕育和熱處理獲得的。

一般按用途分類。

除采用特殊加工工藝的以外，都直接以材質(zhì)稱呼。如用電渣重熔鑄造坯料鍛壓的軋輥稱為電渣重熔鍛壓軋輥。

對(duì)大部分軋輥的芯部和工作表層有不同的性能要求。用單一材料難于滿足要求時(shí)，內(nèi)外層可分別用兩種材料來(lái)制造。復(fù)合工藝可采用機(jī)械組合、復(fù)合鑄造及其他復(fù)層技術(shù)。修復(fù)軋輥常用堆焊技術(shù)。

Selection of Material for Rolls for the Metal Working Industry,Metals Handboo噚，9th ed.,Vol. 3,pp. 502～507,ASM,Metals Park,Ohio,1980. 　Waher Patt,Walzen,Walzenwerkstoffe und ihre Bearbeitung,Technische Mitteilungen,Vol. 69,No.11,pp. 578～587,1976.

鍛鋼軋輥可分為鍛鋼熱軋輥及鍛鋼冷軋輥，鍛鋼熱軋輥主要用于熱軋開(kāi)坯及型鋼粗軋輥，鍛鋼冷軋輥廣泛用作冷軋工作輥。由于冷軋板材要求質(zhì)量較高，尤其是冷軋薄板廣泛用于輕工、汽車、建筑及鐵道等行業(yè)，要生產(chǎn)高質(zhì)量的冷軋薄板，必須要有高質(zhì)量的冷軋工作輥?zhàn)霰ＷC，這樣對(duì)冷軋工作輥的性能提出很高的要求：輥身表面必須具有高而均勻的硬度，以保證冷軋帶材或鋼板的尺寸精度和良好的表面質(zhì)量；輥身具有一定的淬硬層深度；具有高的抗事故能力。為達(dá)到這些性能，對(duì)軋輥材質(zhì)的原始組織要求很嚴(yán)：一是純凈的冶金質(zhì)量；二是組織的均勻性。高的冶金質(zhì)量指軋輥鋼錠結(jié)晶致密，偏析不嚴(yán)重，不允許存在白點(diǎn)，鋼中殘存的非金屬夾雜物含量盡可能低。對(duì)軋輥使用狀態(tài)下的組織要求為隱針M及細(xì)小C，碳化物顆粒尺寸盡可能細(xì)?。?.5-2微米），呈彌散分布。同時(shí)保證一定的淬硬層深度，淬硬層深度的增加，可以減少軋輥在使用中的重淬次數(shù)，大大降低軋輥成本。

軋機(jī)部件中軋輥的工作條件最為復(fù)雜。軋輥在制造和使用前的準(zhǔn)備工序中會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和熱應(yīng)力。使用時(shí)又進(jìn)一步受到了各種周期應(yīng)力的作用，包括有彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪力、接觸應(yīng)力和熱應(yīng)力等。這些應(yīng)力沿輥身的分布是不均勻的、不斷變化的，其原因不僅有設(shè)計(jì)因素，還有軋輥在使用中磨損、溫度和輥形的不斷變化。此外，軋制條件經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)異常情況。軋輥在使用后冷卻不當(dāng)，也會(huì)受到熱應(yīng)力的損害。所以軋輥除磨損外，還經(jīng)常出現(xiàn)裂紋、斷裂、剝落、壓痕等各種局部損傷和表面損傷。一個(gè)好的軋輥，其強(qiáng)度、耐磨性和其他各種性能指標(biāo)間應(yīng)有較優(yōu)的匹配。這樣，不僅在正常軋制條件下持久耐用，又能在出現(xiàn)某些異常軋制情況時(shí)損傷較小。所以在制造軋輥時(shí)要嚴(yán)格控制軋輥的冶金質(zhì)量或輔以外部措施以增強(qiáng)軋輥的承載能力。合理的輥形、孔型、變形制度和軋制條件也能減小軋輥工作負(fù)荷，避免局部高峰應(yīng)力，延長(zhǎng)軋輥壽命。

高分子復(fù)合材料修復(fù)方法：

具有超強(qiáng)的粘著力，優(yōu)異的抗壓強(qiáng)度、耐磨性和抗腐蝕性等綜合性能，

冷焊修補(bǔ)方法：冷焊機(jī)是利用電火花高頻放電原理對(duì)金屬表面進(jìn)行無(wú)熱堆焊，因而在修補(bǔ)軋輥砂眼、劃傷等缺陷過(guò)程中不變形、不退火、不咬邊和殘余應(yīng)力，不改變金屬組織狀態(tài)。修復(fù)精度高，涂層厚度從幾微米到幾毫米，可對(duì)金屬工件出現(xiàn)磨損、劃傷、針孔、裂紋、缺損變形、硬度降低、沙眼、損傷等缺陷進(jìn)行沉積、封孔、補(bǔ)平等修復(fù)功能，只須打磨、拋光，也可進(jìn)行車、銑、 刨、磨等各類機(jī)械加工，以及電鍍等后期加工。

一、脆性斷裂，此類軋輥斷口形狀較為平整，斷口周圍輥身表面較為齊整；

二、韌性斷裂，此類軋輥斷口形狀多呈"蘑菇頭"狀，斷口附近的輥身均成粉碎狀破碎。

將二者比對(duì)發(fā)現(xiàn)，此次斷輥事故的斷輥形式為韌性斷裂。脆性斷裂和韌性斷裂都是因?yàn)檐堓亼?yīng)力超過(guò)芯部強(qiáng)度造成的。

其產(chǎn)生原因與軋輥本身殘余應(yīng)力，軋制時(shí)機(jī)械應(yīng)力以及軋輥熱應(yīng)力有關(guān)，特別是當(dāng)輥身的表面和芯部的溫差大時(shí)更容易產(chǎn)生。這種溫差可能由不良的輥冷卻，冷卻中斷或在新的軋制周期開(kāi)始時(shí)軋輥表面過(guò)熱引起。軋輥的這種表面和芯部間的巨大溫差引起較大的熱應(yīng)力，當(dāng)較大的熱應(yīng)力，機(jī)械應(yīng)力以及軋輥的殘余應(yīng)力超過(guò)軋輥的芯部強(qiáng)度時(shí)引起斷輥。例如，軋輥表面和芯部間的溫差在70℃時(shí)軋輥會(huì)增加100MPa的縱向熱應(yīng)力，溫差越大，增加的熱應(yīng)力越大。與產(chǎn)生脆性斷口的軋輥相比較，產(chǎn)生韌性斷口的軋輥的芯部材料韌性更好，更不容易出現(xiàn)斷裂。

導(dǎo)致軋輥失效的應(yīng)力共有四種：

一、制造過(guò)程中的殘余應(yīng)力；

二、軋制過(guò)程中的機(jī)械應(yīng)力；

三、軋制過(guò)程中軋輥的組織應(yīng)力；

四、軋輥內(nèi)外溫差造成的熱應(yīng)力。

如果是因?yàn)橹圃鞖堄鄳?yīng)力過(guò)大產(chǎn)生斷裂，斷輥通常發(fā)生在軋輥初始上機(jī)使用的前幾次，且為開(kāi)軋的前幾塊軋材。此次斷裂的軋輥已經(jīng)上機(jī)軋制了四次，工作層消耗了14mm，因此不應(yīng)是因制造殘余應(yīng)力形成的斷裂。

如果是因?yàn)闄C(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生的斷裂，需要很大的機(jī)械應(yīng)力。經(jīng)粗略計(jì)算，如此大截面的高鉻鑄鋼軋輥若被機(jī)械應(yīng)力拉斷，則需要100MN以上的拉力，對(duì)于該軋輥工作的軋機(jī)來(lái)說(shuō)這是不可能的。軋輥受力最大的部位是傳動(dòng)端輥頸，如果材料的力學(xué)性能指標(biāo)不足，正常軋制情況下首先損壞的是傳動(dòng)端輥頸。從實(shí)際軋制和斷輥情況來(lái)看，不是由于機(jī)械應(yīng)力造成輥身斷裂。

對(duì)組織應(yīng)力影響最大的就是外層組織中殘余奧氏體含量。殘余奧氏體在軋制溫度，軋制壓力和水冷的交變作用下，發(fā)生奧氏體向馬氏體或貝氏體的轉(zhuǎn)變，由于奧氏體的比容小，而馬氏體的比容大，因而在組織轉(zhuǎn)變的過(guò)程中伴隨著體積的膨脹，會(huì)致使軋輥的工作層產(chǎn)生更大的壓應(yīng)力，芯部產(chǎn)生更大的拉應(yīng)力，芯部應(yīng)力一旦超過(guò)材料的強(qiáng)度，必然造成軋輥斷裂?？紤]到殘余奧氏體對(duì)組織應(yīng)力的影響及熱帶連軋機(jī)軋輥的工作條件，一般軋輥的殘余奧氏體含量控制在小于5%即可保證安全使用。該斷裂軋輥的外層組織中殘余奧氏體含量小于1%，故組織應(yīng)力可以忽略不計(jì)。

軋輥斷裂也可能與溫度不均勻造成的熱應(yīng)力有關(guān)。軋輥在上機(jī)使用過(guò)程中，由于與軋材的緊密接觸，軋輥表面溫度迅速上升，而軋輥芯部的溫度上升較慢，這時(shí)軋輥面和軋輥芯部之間的溫差處于最大值，溫差引起的軋輥熱應(yīng)力也處于最大值。如果軋輥的熱應(yīng)力和軋輥的殘余應(yīng)力相疊加，并且超過(guò)了軋輥芯部的強(qiáng)度極限時(shí)就可能發(fā)生軋輥斷裂的事故。

防止斷裂應(yīng)該從減小制造殘余應(yīng)力，機(jī)械應(yīng)力，組織應(yīng)力和熱應(yīng)力四方面進(jìn)行。

一般情況下大部分制造殘余應(yīng)力會(huì)在熱處理過(guò)程中消除，并且會(huì)隨著軋輥的存放時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸消除，因此新軋輥存放一段時(shí)間再使用，能夠降低斷輥風(fēng)險(xiǎn)。避免較大機(jī)械應(yīng)力的方法主要是避免過(guò)冷鋼。降低組織應(yīng)力的方法是通過(guò)熱處理將輥身工作層殘余奧氏體含量控制在小于5%以下。減小熱應(yīng)力的辦法是在軋鋼過(guò)程中對(duì)軋輥進(jìn)行良好的冷卻。

制造殘余應(yīng)力，機(jī)械應(yīng)力，組織應(yīng)力和熱應(yīng)力是造成高鉻鋼軋輥斷裂的主要原因，良好的熱處理，軋制條件和冷卻可以有效防治高鉻鋼軋輥斷裂。