冷（lěng）軋輥在工作過程中要承受很大的軋製壓力（lì），加上軋（zhá）件的焊縫、夾雜、邊裂等問題，容易導（dǎo）致瞬間高溫，使工作輥受到強烈熱衝擊造成裂紋、粘輥（gǔn）甚至剝落而報廢。因（yīn）此，冷（lěng）軋輥要有抵抗因彎（wān）曲、扭轉（zhuǎn）、剪切應力引起的開裂（liè）和剝落的能力，同時也要有高的耐磨（mó）性、接觸疲勞強度（dù）、斷裂韌性和熱衝擊強度（dù）等。
　　國內（nèi）外（wài）冷軋工作輥一般使用（yòng）的（de）材質有GCr15、9Cr2、9Cr、9CrV、9Cr2W、9Cr2Mo、60CrMoV、80CrNi3W、8CrMoV、86CrMoV7、Mo3A等。
　　20世紀50～60年代，這一時期的軋件多為碳素（sù）結構鋼，強（qiáng）度和硬度不高，所以軋輥一般采（cǎi）用1.5%～2%Ｃｒ鍛鋼。此類（lèi）鋼的終熱處理通常采用淬火加低溫回火，常見的淬火方式有感應表麵淬火（huǒ）和整體加熱淬火（huǒ）。其（qí）主要任務是考慮如（rú）何提高軋輥的（de）耐磨性能、抗（kàng）剝落性能，並（bìng）提高淬硬層深（shēn）度，盡量（liàng）保證軋（zhá）輥表麵組織均勻，改善軋（zhá）輥表層金屬組織的穩定性。
　　從20世紀70年代開始，隨著軋件合金化程度的提高，高強度（dù）低合金結構鋼（gāng）(HSLA)的廣泛應（yīng）用，軋（zhá）件的強度和硬度也隨之增（zēng）加，對軋輥（gǔn）材料的強度和硬度也提出了更高的要求，國際上普遍開始采用（yòng）鉻含（hán）量約2%的Cr-Mo型或Cr-Mo-V型（xíng）鋼工作輥，如我（wǒ）國一直使（shǐ）用的9Cr2Mo、9Cr2Mov和86CrMov7、俄羅斯的9X2MΦ、西德（dé）的86Cr2MoV7、日（rì）本的（de）MC2等。這類（lèi）材質的合金化程度（dù）較低，在經過終熱處理後，其淬硬層深度一般為12～15ｍｍ(半徑)，僅能滿足一般要求，而且使（shǐ）用中剝落和裂紋傾向嚴重，軋製壽命低。
　　通過改進（jìn）熱處理（lǐ）方式，即進行重淬（cuì）1～2次，提高了該類（lèi）軋輥的淬（cuì）硬層，但每次重淬不僅需要一（yī）定的熱處理費用，而且會使軋輥直徑都要損失5mm左右，同時軋輥在經過多次熱處理後容易變形，難以滿（mǎn）足高精度軋輥的形位公差要求（qiú）。因（yīn）此，研製深淬硬層（céng）冷（lěng）軋輥不僅可以大幅度地降低冷軋輥的消耗，減少軋輥在使用過程中的（de）重新淬火次數，延長軋輥壽命（mìng），具有重大的經濟效益（yì）。
　　為了減少重淬消（xiāo）耗，提高軋輥的淬硬層深度、接觸疲勞強（qiáng）度、韌性，延長其使用壽命（mìng），從20世紀70年代後（hòu）期到（dào）80年代（dài）中期，國內外開始研究使用鉻含量（liàng）在3%～5%的深淬硬層冷軋工作輥鋼。3%鉻冷軋輥（gǔn）不需重淬，且有效淬（cuì）硬層深度可（kě）達（dá）到25～30mm，5%Cr冷軋輥有效淬硬層深（shēn）度則達到40mm，其耐磨性和抗事故（gù）性能也（yě）有顯著提高。在（zài）這一階段，國內試製了9Cr3MoV鋼（gāng），國外一些製造廠也先後（hòu）開發推廣了深淬硬層冷軋輥，如美國的3.25%Cr鋼和（hé）5%Cr鋼（gāng），日本（běn）的KantocRP53、FH13、MnMC3和MC5等。這些鋼（gāng）都采用高碳高合金材料，具有良好的硬度和耐磨（mó）性，但（dàn）軋輥淬硬表麵脆性大，接觸疲勞壽命低，質量不穩定。
　　為提高淬硬層深及接觸疲（pí）勞壽命，降低淬硬層脆性及過熱敏感性（xìng），同時也為滿足軋件對冷軋工作輥力（lì）學性能和使用性能的進一（yī）步要（yào）求，自20世紀80年代中、後期，國外軋輥生產（chǎn）廠對5%Cr冷軋輥鋼進行了化學成分的優化工作，主要是在5%Ｃｒ鋼中增加鉬、釩（fán）的含量或（huò）加入鈦、鎳等元素。添（tiān）加0.1%左右鈦的5%Cr鋼軋輥中，鈦以碳氮化合物(TiCN)形式在基體中微細析出，經過摩擦損耗後（hòu）TiCN脫落，在軋輥表（biǎo）麵形成劃痕，使適度（dù）的粗度再生。在鍍錫板軋機的實際操作中，有（yǒu）效利用粗糙度降（jiàng）低小的優點，從軋製初期（qī）就可高速軋製（zhì）。
　　在終（zhōng）熱處理過程中，對軋輥（gǔn）鋼的淬火和加熱限製在奧氏體中（zhōng）含碳量不（bú）超過（guò）0.6%的程（chéng）度，然後進行（háng）盡可能強烈（liè）的（de）冷卻，這樣就可以（yǐ）得（dé）到較深的淬硬層。此時，軋輥的淬硬層組織除隱針馬（mǎ）氏體（tǐ）(以板條（tiáo）為主)外，尚有（yǒu）約4%的碳化（huà）物和10%左右的（de）殘留奧氏體（tǐ）。軋輥的表麵（miàn）硬度(包括（kuò）殘餘（yú）壓（yā）應力的影響)約為HS(D)95～99。後，用低溫回火將軋輥表麵硬度調（diào）整到規定值，低溫回火（huǒ）越充分，硬度偏低時韌性越好，抗熱裂能（néng）力越高。鉬、釩含量的增加導致淬火後鋼（gāng）中含有較多的殘餘奧氏體，回火（huǒ）後大部分又轉變為（wéi）新馬氏體（tǐ），這樣就（jiù）有助（zhù）於提高軋輥硬（yìng）度（dù），增強耐磨性並降低磨損麵粗糙度。