由于碳化物硬度高，耐磨性_好，但其韧性_低，因此，其承受冲击能力较差，易产生热裂纹。石墨的导热性很好，具有优良的耐热裂性能。石墨的硬度_低，本身耐磨性差，但是用于轧辊材料中，可以提高润滑性能，从而提高轧辊的耐磨性。片状石墨分布在基体上，相当于在材料中增加了许多微小裂纹，分割了基体，降低了材料的强度。当需要提高材料的强度时，可以加入球化剂，生成球状石墨，大大减轻了对基体的割裂作用，可提高轧辊的强度。

　　化学成分的选择碳是形成石墨和碳化物的主要元素。含碳量越高，石墨量越多硬度越低。当碳的含量低于2.9%时，铁水的流动性较差，浇注出来的轧辊容易产生铸造裂纹。如果含碳量过低会使组织脆性增加，抗热裂性降低，在使用过程中会出现崩裂、掉块等一些缺陷。将碳含量控制在2.9%3.8%之间为宜。

　　硅在铸铁中具有分解碳化物的能力，使之形成游离碳或石墨。硅是促进石墨化元素，增加含硅量能减少渗碳体，细化石墨球，提高石墨的圆整度，增加基体中的铁素体的比例。但对轧辊的基体来讲，强度的提高取决于基体中的珠光体的量，而不是铁素体，所以，轧辊中的硅含量不宜过高，将其控制在1.2%1.8%之间。

　　锰是形成碳化物能力较强的元素，它可稳定和细化珠光体，提高轧辊的硬度和强度，但同时降低韧性和塑性。锰能与硫结合生成MnS，减轻硫对轧辊的有害影响。但过量的锰偏析严重，易形成大量的网状碳化物，致使轧辊残余应力增加，轧辊变脆。因此，锰含量控制在0.8%1.3%为宜。

　　磷对铸铁的影响比硅、硫、锰和碳要小的多，对石墨化的影响不大。磷在铸铁中主要为磷共晶的形态。含磷量接近0.1%时，_会出现约0.2%的磷共晶，磷共晶硬而脆，降低轧辊的韧性和塑性。因此，磷含量应控制在0.1%以下。

　　硫是铸铁轧辊中的有害元素。它溶于铁水但基本上不溶于铁的固溶体中，少量的硫便能生成硫化物（FeS或MnS），降低轧辊的韧性和塑性，硫也是_重要的反球化元素之一。故在该轧辊的材质中，应尽可能降低原铁水含硫量，原铁水含硫量<0.05%为宜。若原铁水含硫量>0.05%，则_对原铁水进行脱硫处理。铬是强碳化物形成元素之一。它加入铸铁时，形成复杂的铁-铬碳化物，这种化合物常以块状或珠光体的一个组成部分的形式出现，即使在很高的温度下也很稳定。普通铸铁中加入少量铬，其组织将发生显著变化，柔软的铁素体变成珠光体组织。即使在普通铸铁中具有_细的片状共晶存在的情况下，也可使石墨的大小_均匀，而且可使铸铁的裂纹和晶粒_细小。铬的加入量_过0.2%，_会出现游离碳化物，而且碳化物的数量随着含铬量的增加而增加，同时轧辊工作面的硬度上升，硬层深度加深。铬能增加碳在奥氏体中的溶解度，促进珠光体的生成，减少甚至_抑制铁素体的析出，同时铬也是珠光体细化元素，可大大提高珠光体组织强度。为了_铸铁物理性能，可单独或同其他合金一起加入0.15%0.90%的铬。因此对应合金球墨铸铁轧辊的使用要求，我们将铬含量选为0.4%0.8%范围内。

　　钼铸铁的冲击韧性显著的高于普通铸铁，并可以具有较好的机械加工性能和优良的耐磨性。钼是强有力的珠光体形成剂，当铸铁中的钼的加入量_过0.5%时，基体组织则全部转变成珠光体。但是，钼在凝固时发生偏析，偏析程度大于锰。随着合金球铁中钼含量增加，钼的偏析程度也加剧，因此，在共晶团边界处形成碳化物的危险性也增大，所以，我们选择含钼量为0.3%0.5%.