复合轧辊兼具两种金属材料的力学性能优点,既能满足轧机对辊身工作层耐磨性、抗热疲劳和抗氧化等性能的要求,又能保证对辊芯韧性的要求,是轧辊的主要发展方向。本论文涉及的就是关于复合轧辊方面的基础研究工作。通过电渣结晶器快速冷却Fe-Cr-B合金熔液与电磁感应加热42CrMo合金钢钢棒辊芯相结合的固-液复合铸造方法制备了高碳中锰Fe-Cr-B合金/42CrMo低合金钢复合轧辊,对复合轧辊的包覆层以及复合界面的显微组织及力学性能进行了研究。采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）对包覆层及复合界面的显微组织形貌、合金元素分布以及物相组成进行了分析;采用洛氏硬度计对包覆层及复合界面两侧的宏观硬度进行了测试;采用摆锤冲击试验机对复合界面的冲击韧性进行了测试。在此基础上,对复合轧辊复合界面和包覆层组织特征与性能变化的机理进行了分析,得到如下研究结果:铸态高碳中锰Fe-Cr-B复合轧辊界面组织可以分为复合界面区、包覆层亚区以及辊芯亚区。包覆层亚区一侧的显微组织主要为先共晶树枝晶基体、网状共晶组织和细小的蜂窝状包晶组织;复合界面区的显微组织为垂直于界面的细片层状珠光体;辊芯亚区一侧的显微组织为层片状珠光体、块状铁素体和少量的网状碳硼化物;复合界面在形成过程中两种不同金属所含的合金元素进行了相互融和扩散,合金元素C、Mn、Cr、Mo和B从包覆层一侧向辊芯一侧进行了扩散,而Fe元素则由辊芯一侧向包覆层一侧进行了扩散;随着包覆层中Cr含量的升高,包覆层亚区一侧的共晶组织尺寸变得细小,蜂窝状组织有所增加;复合界面区和辊芯亚区的组织及形貌无明显变化。经过1050℃奥氏体化空冷淬火处理后,复合界面包覆层亚区一侧的部分网状共晶组织出现断网现象;复合界面区变为高碳马氏体,而辊芯亚区一侧的组织转变为中低碳的板条马氏体及针状马氏体的混合组织;复合界面的冲击韧性略有提高。铸态高碳中锰Fe-Cr-B复合轧辊包覆层的物相主要为α-Fe、M₂B、M₃（C,B）、M₂₃（C,B）₆或M₆（C,B）及少量残余奥氏体。由于冷却速度的差异,铸态高碳中锰Fe-Cr-B合金复合轧辊包覆层由外层至内层的组织形态和性能存在较大差异。即:由包覆层外层至内层,长条状先共晶组织逐渐变粗大,网状硼化物连续性增强,M₃（C,B）型碳硼化物数量逐渐增加,M₂₃（C,B）₆或M₆（C,B）型碳硼化物析出颗粒逐渐减少;硬度逐渐降低,但在靠近复合界面处又逐渐升高,呈现先降低再升高的趋势;随着Cr含量的逐渐增加,复合轧辊包覆层中先共晶硼化物数量逐渐增加,尺寸逐渐变大,M₃（C,B）型碳硼化物、M₂₃（C,B）₆或M₆（C,B）型碳硼化物析出颗粒数量逐渐增加;基体组织中马氏体含量增加,包覆层硬度逐渐升高。