利用金相法、扫描电子显微镜（SEM）、能谱（EDS）及洛氏硬度分析仪等手段,对复合轧辊用高速钢材料的显微组织、晶粒尺寸、热处理工艺及性能进行了系统分析。研究铸造条件包括浇注温度、模具预热温度、涂层厚度这些因素对晶粒尺寸大小的影响,并通过不同温度的热处理试验得出合理的热处理工艺。结果表明:1. 经扫描电镜和X 射线能谱曲线分析,试验用高速钢材料凝固组织包含各种类型的碳化物如MC 型碳化物、M₂C 型碳化物、M₆C 型碳化物和MC/M₂C 类型复杂碳化物。在放大倍数为2000 的扫描电镜下观察到的高硬度的VC 边部为圆形,使耐磨性提高;部分碳化物边部成尖角状,容易造成应力集中,在轧辊使用中,易引起碳化物剥落,降低轧辊使用寿命。而在等温处理的试样中部分存在Si、Al 的大块夹杂物严重割裂基体使耐磨性降低并且抗冲击性能下降。2. 对于不同的铸造条件包括浇注温度（高或低）,模具（预热或不预热）,涂料厚度（1mm 或3mm）,进行正交试验。通过测得铸态下的晶粒尺寸值,得出以下结论:浇注温度是最重要的浇注参数,在其它两种条件相同时,低的浇注温度,模具不预热,涂料厚度较薄者,所得到的晶粒较细小。3. 综合考虑晶粒尺寸和硬度两方面的要求,即在得到细小晶粒的同时还要保持高的硬度。有两种工艺可供选择:一种是当浇注温度低时,可以选择浇注温度为1480℃±10℃,涂料厚度为1mm,模具不预热的铸造参数下进行铸造,并且在700℃进行热处理,得到的晶粒尺寸为23μm,硬度48HRC;一种是当浇注温度高时,可以选择浇注温度为1530℃±10℃,涂料厚度为1mm,模具不预热的铸造参数下进行铸造,并且在1000℃～1050℃进行淬火处理,得到的晶粒尺寸为22.8μm,硬度57HRC。