本文以轧辊用中铬合金铸钢为研究对象,采用扫描电镜、X射线衍射等分析手段,研究了热处理工艺对合金铸钢材料显微组织和性能的影响。考虑合金元素在钢中起的不同作用,本文设计并浇注了四种成分的试样。通过制定合理的热处理工艺,改善并优化材料的组织和性能,为今后化学成分设计和热处理工艺制定提供理论及数据上的支持。试验结果表明:(1)采用炉底吹氩工艺可以促进钢液中夹杂物的长大和上浮,有效净化钢液。(2)采用FactSage软件计算出四种成分的平衡相图,结果显示由于合金元素的加入,中碳钢进入过共析钢范围。(3)通过测试试样在不同奥氏体化温度和不同保温时间下淬火后的性能,得到不同试样的最佳奥氏体化温度及保温时间。(4)测试并分析淬火试样在不同温度下回火后的微观组织和力学性能,发现合金元素的加入提高了材料的回火稳定性;随着回火温度的增加,硬度呈下降趋势,冲击韧性在高温回火时大幅上升,抗拉强度随回火温度的升高呈下降趋势。(5)对二号试样进行X-ray物相分析得知随奥氏体化温度的升高,试样淬火后残余奥氏体量逐渐增加,含碳量变化不大。随着回火温度的升高,残余奥氏体量呈下降趋势,含碳量逐渐降低。含碳量相同时,铬含量为5%的材料热疲劳性能较好,铬含量为8%时热疲劳性能下降;铬含量相同时,碳含量为0.5%的材料热疲劳性能较好,碳含量为1.1%时,热疲劳性能下降。综合合金元素与热处理工艺对材料组织和性能的影响,确定最佳成分为C:0.50%,Si:0.68%,Mn:0.68%,Cr:5.00%,Mo:0.50%,Ni:0. 40%, V:0.10%。最佳热处理工艺:淬火960℃×50min油淬,回火520℃×75min空冷。热处理后材料的性能为:硬度HRC 51.5,冲击韧性11.9J/cm2,抗拉强度1564 MPa。