半鋼軋輥的定義
20世紀40年代末，美國冶金學家研究開發了碳含量介於鑄鐵和鑄鋼之間的軋輥新材料，稱之為“Adamite”，其碳含量在1.3%－2.2%範圍內，力學性能處於鋼和鐵之間。它既具有鑄鋼軋輥的高強度和韌性，又兼有鑄鐵軋輥的良好耐磨性，國內通稱為“半鋼”。當半鋼軋輥的碳含量大於1.8%時，又稱之為高碳半鋼軋輥。
半鋼軋輥的組織和性能
碳含量小於1．8%的半鋼軋輥含有鉻、鎳、鉬等合金元素，它的顯微組織為回火索氏體，其基體上分布著細粒狀及棒狀碳化物，其硬度範圍在 HS 35－55之間。隨著碳含量的增加，半鋼軋輥的組織中出現了越來越多的共晶碳化物。
依據軋輥用途調整半鋼軋輥的碳含量、合金元素含量，配合相應的熱處理工藝，控制得到不同的基體、碳化物含量及形態的半鋼軋輥組織，以適應不同軋機的使用要求。因此，半鋼軋輥材質已經發展成為系列材質，適用於不同類型軋機的使用要求。
半鋼軋輥輥身工作層的碳化物含量、形態分布沿輥身半徑方向變化很小，它突出的性能特點在於軋輥使用層內硬度降落很少，適合於開孔型較深的大中型型鋼軋機中軋機架、鋼坯連軋機軋輥，採用預開孔型熱處理工藝生產型鋼半鋼軋輥使用效果更好。
半鋼軋輥還廣泛用於小型型鋼棒線材粗軋機架；熱帶連軋機4輥粗軋、精軋前架工作輥、小立輥。熱軋中窄帶鋼精軋支撐輥等。
半鋼軋輥生產方法
半鋼軋輥大多採用靜態整體鑄造方法生產，2002年國內開發試製出了離心複合半鋼支撐輥，輥身外層為半鋼材料，輥身心部和輥頸為球墨鑄鐵材料，並成功地套用於熱軋中寬頻鋼精軋機組。半鋼材質輥環採用離心鑄造方法生產，輥環外層為高碳半鋼，輥環內層為石墨鋼或球墨鑄鐵材料，在高速旋轉的離心機上，分別澆入兩種不同材質的鋼鐵水複合鑄造而成
半鋼軋輥一定要經過高溫擴散退火處理：鉻和碳是形成半鋼軋輥碳化物的重要元素，從而也是提高軋輥耐磨性的重要元素。但是由於軋輥凝固是一個非平衡過程，固溶體從鋼液中結晶是一個選分結晶過程，因而在半鋼軋輥鑄態組織中存在著嚴重的鉻偏析。奧氏體晶界處為富鉻區、富碳區，二次碳化物會在此處析出並形成網狀，這種碳化物對軋輥的組織性能破壞很大。因此要消除軋輥凝固偏析所造成的鉻偏析，必須要對半鋼軋輥進行高溫擴散退火處理。
非金屬夾雜物對半鋼軋輥組織的影響：鋼液中存在大量的高熔點非金屬夾雜物時，易形成偽共晶碳化物核心，在凝固過程中析出的共晶或偽共晶碳化物優先長大，而且極易形成大塊碳化物，巨大的滲碳體易成為熱龜裂的發生點，並起加速裂紋擴展的作用，非金屬夾雜物的存在將使半鋼軋輥的斷裂韌性值和塑性指標降低。所以，半鋼軋輥一般要求將非金屬夾雜物總量控制在0.05%以下。
使用半鋼軋輥的注意事項
a、半鋼軋輥抗熱裂性能差，對冷卻水要求較高，孔槽底部冷卻水量少，容易形成熱裂紋，應調整冷卻水給水位置和方向，保證充足的冷卻水。
b、生產時嚴格按工藝規程，正確控制壓下量，避免軋制黑頭鋼、冷鋼，減少軋制事故，增加輥面粗糙度；軋完高合金鋼後，應使軋輥在沒有冷卻水的情況下空轉，進行緩慢冷卻，待軋輥溫度下降到一定程度時再進行軋制。正確安裝導板，並做到經常檢查，防止錯位。
c、加工車時應將肉眼可見的周向裂紋車削乾淨，再次上機要進行裂紋檢測，確保無殘餘裂紋。
d、軋輥結構設計上加以改進，合理確定輥環寬度，鋼軋輥的輥環寬度一般大於孔型深度的一半；減少輥頸與輥身連線處的應力集中，如加大過渡圓弧半徑。
半鋼軋輥的發展
半鋼軋輥起源於美國，20世紀40年代末期，熱軋帶鋼連軋機在美國迅速發展，當時軋機的精軋前段使用的是合金冷硬鑄鐵軋輥，帶鋼表面出現大量的“斑帶”缺陷，嚴重影響軋機效率。為解決這一問題，美國冶金學家研製出兼有鑄鋼軋輥的高強度和韌性、類似鑄鐵軋輥的良好耐磨性的半鋼軋輥。半鋼軋輥在國外被稱為Adamite軋輥，20世紀70年代在國外得到廣泛的套用，在一定程度上代表r當時軋輥生產的國際水平和發展方向。這種軋輥的碳含量在1.4%～2.4%之間，日本將其歸屬於鑄鐵類，稱其為“特殊高碳鉻鎳耐磨鑄鐵”軋輥；前蘇聯及東歐將其歸屬於鑄鋼類，稱其為“過共析鋼”軋輥；我國稱其為半鋼軋輥。半鋼中游離碳化物的體積分數約為6%～10%，共析成分以外的碳可以是碳化物或石墨。
以碳化物為主要存在形式的稱做半鋼，以石墨為主要存在形式的稱做球墨鑄鋼或石墨鋼。半鋼中常加入Si、Mn、Ni、Mo等合金元素，其加入量根據期望的組織與性能而定。半鋼的強韌性接近於鋼輥而優於鐵輥，其硬度與耐磨性接近於鐵輥而優於鋼輥，它綜合了鋼與鑄鐵兩者的優點。
半鋼軋輥的另一特點是斷面硬度落差小，能切削較深的孔型。半鋼軋輥最適於工作繁重的鋼坯軋機、大型型材軋機、中型軋機、萬能型鋼軋機、熱連軋粗軋機及熱連軋精軋機（前段）等。
近年來，國內也開展了離心鑄造半鋼複合軋輥的研究，其外層材質的化學成分設計為高碳、中合金鋼。這樣，可以得到較多的一次碳化物和二次碳化物，可提高輥身的耐磨性。由於半鋼與球鐵液相線的溫度相差很大，如果採用一次複合的方法，在臥式離心機的條件下，因合箱時間的耽擱，填心鐵水溫度稍低便會結合不好；鐵水溫度過高，既增加外層鋼水回熔，又使心部組織粗大，二者均會降低輥心性能。因此，添加合適的中間層及並控制其厚度，可減少輥身和輥心不同材質之間的線膨脹係數差；可有效防止外層鉻等碳化物形成元素凹熔造成的不利影響，從而實現內外層材質的冶金結合。輥心材質選為球墨鑄鐵，軋輥成分如表1-3所示。
半鋼複合軋輥用於本鋼1700 mm熱軋機精軋前段Fi～F3機架，毫米軋制量為3800 t。 由於半鋼軋輥的硬度不及冷硬鑄鐵軋輥，以及它受熱時易膨脹等特點，它一般不用於精軋機及成品機架。半鋼軋輥還存在一些問題，如熱處理周期長，工藝和生產技術較複雜，質量要求嚴，硬度與韌性的配合還沒有達到更理想的境地，成本較高。自20世紀80年代以來，在許多場合它逐漸被高鉻鑄鐵軋輥和鍛造白口鑄鐵軋輥替代。
