热轧生产中，轧辊的工作条件非常恶劣，主要是因为热轧辊常与温度高达900～1100℃的轧材接触，辊而温度高达500℃，轧辊使用中除了承受强大的轧制力，以及辊面受轧材的强力磨损外
，在轧材高温的作用下，辊面易产生氧化，氧化膜易脱落，加剧轧辊的失效
。
　　此外，轧辊在工作中还会反复被轧材加热及冷却水冷却
，经受温度变化幅度较大的激冷激热，产生很大的热应力，逐渐导致热疲劳裂纹的产生，热疲劳裂纹在轧制力的作用下不断扩展，最终导致轧辊表面破裂甚至剥落，促使轧辊失效
。热轧辊除了应具有高的耐磨性和强韧性外
，还应具有优良的抗氧化和热疲劳能力。热轧辊材料的发展和选用

，主要着眼于提高轧辊的表面耐磨性，在轧辊表面的金相组织中形成较硬的碳化物。随着热轧技术的发展，热轧辊材料也在不断地得到改进和发展，从早期使用的冷硬铸铁轧辊
，发展到半钢轧辊、高铬铸铁轧辊和高速钢轧辊。
　　早期使用的轧辊组织以M3C型碳化物为主
，如Fe3C等
。后来加入合金元素铬
、镍等，碳化物类型仍以M3C为主
，形态变化不大
，呈网状分布
，但碳化物由FC3C变成了(Fe，Cr)3C
，碳化物硬度提高

，而且轧辊的基体组织由珠光体变成了马氏体和贝氏体，轧辊的耐磨性明显提高
。在轧辊中进一步提高铬含量
，碳化物由M3C转变成M7C3型为主，如Cr7C3等，硬度提高，碳化物形态明显改善，由刚状分布变成菊花状分布，轧辊硬度提高的同时
，力学性能尤其是冲击韧性和断裂韧性大幅度提高，轧辊使用性能明显改善。
　　进入20世纪80年代末期，采用铸造高速钢制造轧辊引起了世界各同轧辊研制者的重视。目前正在研制及迅速推广的高速钢复合轧辊，在使用状态下，轧辊表面层的金相组织主要由MC型和M6C型碳化物以及在高温下具有较高硬度的基体组织构成
。