本文利用金相法、X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱等手段,对不含钨的Fe-1.8%C-4%Cr-6%Mo-6%V高速钢的热处理工艺、显微组织及性能进行了系统的分析。研究了不同的热处理工艺对复合高速钢轧辊材质硬度及显微组织的影响。本文采用内腔直径为F236金属型铸造离心铸造。对不含钨的Fe-1.8%C-4%Cr-6%Mo-6%V高速钢进行了研究,所得主要结论是:用1.0%V-Fe变质处理后,试样的铸态组织明显改善,碳化物由连续网状逐渐断开:经过1180℃高温淬火,铸态网状碳化物大部分溶入基体中,网状形态消失,碳化物呈颗粒状分布在基体中。离心铸造的高速钢辊环,经过1180℃×4h空淬+550℃×3h炉冷两次回火后,组织形态为马氏体基体上分布着弥散的碳化物。辊环外侧的碳化物更加细小弥散且均匀分布,晶粒较内侧也更细小,碳化物由颗粒状变为细长条状且呈团簇状、菊花状聚集。经过1.0%的钒铁变质处理的高速钢辊环按热处理工艺条件1060℃×3h空淬+540℃×1h空冷三次回火处理后,明显改变了碳化物的大小、形状和分布,碳化物网基本被消除,碳化物颗粒变得更细小,分布也趋于均匀化。高速钢退火后硬度值都较低,能满足机械加工要求;热处理后的高速钢硬度达HRC61左右,可满足轧辊的性能要求。离心铸造辊环经V-Fe变质处理后,组织及性能改善,碳化物颗粒越来越细小。钒铁加入量增至1.0%时,碳化物细小圆整、分布均匀,硬度达到一个峰值,为HRC58.4。根据正交实验得出:在热处理条件为1100℃×3h淬火+480℃×1h两次回火时,硬度最高,由计算的水平平均值大小看出,更好的组合是1100℃×3h淬火+530℃×1h一次回火,影响硬度的各种因素排序是:回火温度>淬火温度>回火次数>淬火保温时间。经过1.0%V-Fe变质处理的高速钢辊环按热处理工艺条件1180℃×3h空淬+550℃×4h炉冷两次回火处理后,硬度为HRC58.2,综合性能较好。