随着轧制技术的飞速发展，带动了轧钢工业的突飞猛进。由于高速钢特殊的材质和热轧工作辊的高温、高应力、水蒸气等特殊工况条件的特点，工作辊表面容易形成一层薄的氧化膜。轧辊辊面氧化膜在形成之后，可以在较大程度上减缓了炽热的板坯对轧辊辊面的磨损，使轧辊的使用周期延长，轧辊辊型得以保持，轧材质量得到提高，轧辊辊耗得到降低。但是，辊面氧化膜也有一个产生、发展和剥落的过程，在氧化膜剥落后的辊面会明显影响到轧材的产品质量。因此，必须开展对轧辊辊面氧化膜相关机理的研究。本文以实际使用的武钢热轧厂1580热轧产线高速钢轧辊工作层为实验材料，分别采用恒温氧化及热循环氧化实验方法，探究了高速钢轧辊在不同的温度下及不同氧化时间内的恒温氧化机制，并且通过文献得到实际工作轧辊的温度循环曲线，通过改变峰值温度，得到不同峰值温度下不同时间内的氧化膜，并利用电子天平和扫描电镜，探究各自的氧化动力学，试样表面氧化形貌，得到最佳氧化膜形成的氧化温度及时间，并反馈回实际工况条件。实验结果如下：恒温条件下的氧化动力学曲线符合抛物线趋势，表明氧化膜的形成主要是由扩散传质完成，氧化速度分别与氧化温度和氧化时间成正相关，而且氧化温度对氧化速度的影响更大，在800℃左右氧化速度会急剧增加，研究表明这与高速钢轧辊中的Mo有关。由SEM图像可以看出MC碳化物的氧化抗性最低，在相同氧化时间内随着温度升高氧化物会逐渐长大。在热循环条件下，氧化动力学曲线成线性趋势，氧化晶粒变得更加细小，形态也发生改变，这是由于急热急冷在氧化膜中产生了很大的内应力，氧化膜会局部剥落和破碎，重新生成的氧化膜不会迅速聚集成簇，造成氧化晶粒变小。Fe基体氧化物在这种情况下会表现出针状，MC氧化物表现为不规则的柱状，在700℃峰值温度下氧化速度会加快，氧化膜快速生长成片，但仍然存在很多热裂纹。