碳含量小于1.8%的半钢轧辊含有铬、镍、钼等合金元素，它的显微组织为回火索氏体，其基体上分布着细粒状及棒状碳化物，其硬度范围在HS35－55之间。随着碳含量的增加，半钢轧辊的组织中出现了越来越多的共晶碳化物。

依据轧辊用途调整半钢轧辊的碳含量、合金元素含量，配合相应的热处理工艺，控制得到不同的基体、碳化物含量及形态的半钢轧辊组织，以适应不同轧机的使用要求。因此，半钢轧辊材质已经发展成为系列材质，适用于不同类型轧机的使用要求。

半钢轧辊辊身工作层的碳化物含量、形态分布沿辊身半径方向变化很小，它突出的性能特点在于轧辊使用层内硬度降落很少，适合于开孔型较深的大中型型钢轧机中轧机架、钢坯连轧机轧辊，采用预开孔型热处理工艺生产型钢半钢轧辊使用效果更好。

半钢轧辊还广泛用于小型型钢棒线材粗轧机架；热带连轧机4辊粗轧、精轧前架工作辊、小立辊。热轧中窄带钢精轧支撑辊等。