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随着工业生产对轧件精度要求的提高，轧辊质量在很大程度上影响轧材质量。为提高轧辊寿命，改善轧辊质量，开发新的轧辊用钢及改善轧辊生产工艺是科研工作者的面临的重要课题。因高速钢具有高硬度、很好的红硬性、耐磨性和淬透性等优点，近年来将高速钢用于制造新一代复合轧辊，高速钢轧辊逐步在轧钢行业获得了广泛应用。
由于轧辊用高速钢组织中高度弥散于晶粒内部的高硬度碳化物和晶界析出的共晶碳化物对轧辊的硬度、稳定性和耐磨性起关键作用。故优化高速钢轧辊的热处理工艺就显得尤为重要。本文设计了不同的高速钢热处理工艺，并通过X射线衍射，扫描电子显微镜，能谱仪以及硬度测试等方法对不同热处理工艺处理下的显微组织和性能进行了研究，重点研究了1050℃淬火后的不同回火工艺，对回火后组织中的残余奥氏体，碳化物等含量进行定量分析，最后通过方差分析确定最优化回火工艺。
试验结果表明：铸态高速钢在840℃保温4h+730℃保温6h退火后，其硬度降至HRC34.2，易于切削加工；经1050℃空淬后，组织细小，硬度较高；轧辊用高速钢在淬火温度为1050～1100℃淬火时，硬度值最高；1050℃空淬、不同回火工艺下，影响残余奥氏体的主次因素是：回火次数>保温时间>回火温度；影响碳化物的主次因素也是：回火次数>保温时间>回火温度；而影响晶粒大小的主次因素是：保温时间>回火温度>回火次数：影响硬度主次因素是：回火温度>回火次数>保温时间。1050℃油淬后影响碳化物的主次因素是：回火温度>保温时间>回火次数。在影响残余奥氏体、晶粒大小和硬度的主次因素规律上完全相同。
研究发现：1050℃空淬下，最优回火工艺为550℃×3h×3次；1050℃油淬下，最优回火工艺为550℃×1h×3次。经SEM分析，1050℃空淬、450℃回火长时间保温后，基体中出现大量的羽毛状上贝氏体；油淬下，回火温度升到550℃时，基体中的上贝氏体更为明显。由能谱分析知：本文所用高速钢组织中，初生团状或块状碳化物为MC型碳化物VC；二次颗粒状碳化物为MC型或MC/M2C复合型碳化物，其主要元素为V和Mo。该工艺下，高速钢复合轧辊的性能能够满足轧钢工业的需要，并且其结果分析为工业生产提供了科学依据。