鑄造鋼球是用于破碎和研磨材料的球磨機的磨損部件。它在水泥廠、火力發電廠、選礦廠和其他工廠中對礦石、煤粉、石灰石、石灰石燒結礦（水泥熟料）和其他材料進行粉碎和細磨。同時，磨球本身也磨損，中國每年消耗數十萬噸鋼材。此外，球磨機的產量、能耗和成品質量也受到球磨機質量的極大影響。因此，提高磨球的耐久性，包括提高材料質量和制造工藝，以及優化使用條件，都值得探討。

球磨機工作時，磨球始終處于運動狀態。氣缸旋轉產生的離心力將磨球提升到一定高度，重力使磨球下落。磨球、待磨材料和磨球、磨球和襯板不斷相互摩擦，磨球被磨料反復沖擊、擠壓和鑿傷。在磨球表面施加力并具有相對運動的磨料（待磨材料）在法向分量的作用下嵌入到表面中，切向分量驅動磨料沿表面移動。低硬度磨料會在磨球表面造成淺劃痕，而高硬度磨料會造成切削槽。劃痕和切割槽中的切割金屬形成磨損碎屑并丟失。在大多數情況下，溝槽中的金屬是塑料的，并堆放在兩側和前部。高應變率使經歷塑性變形的金屬的內部位錯堆積起來，形成蜂窩狀結構，變得又硬又脆。反復滾壓后，產生應變疲勞裂紋，裂紋延伸至表面，導致磨屑脫落。當磨料作用于磨球表面的法向力較大時，將發生鑿削作用，形成鑿坑。金屬可能被直接鑿掉，或者可能發生塑性變形，較終由于應變疲勞而形成磨損碎屑。

在正常情況下，磨球應該不會磨損。磨球表面的均勻磨損使磨球的直徑逐漸變小，但基本上可以保持圓形。直到直徑減小到一定大小，它才逐漸被一個新的球補充。在這種情況下，磨球的使用壽命相對較長，消耗相對較小，這是正常的故障模式。如果制造過程或材料處理不當，磨球也可能出現早期故障，即故障發生在正常磨損故障之前，這是一種異常故障模式。早期失效的較常見原因包括：球體表面的宏觀剝落、球體破裂、偏心磨損和不圓度。

1、磨球表面宏觀剝落。宏觀剝落表明，在操作過程中，球體表面的金屬以碎片或塊狀從身體上脫落，球體出現可見的凹坑，甚至使球體不規則。高鉻鑄鐵磨球宏觀剝落的原因不僅在于磨球組織中存在過多連續分布的碳化物和脆性相斷裂，而且在于磨球結構中存在較多的殘余奧氏體。

奧氏體為面心立方晶格結構，堆垛層錯能低，很難產生橫向滑移。當磨球表面在應力作用下變形時，變形帶不能通過橫向滑移機制擴展，以快速分散和吸收沖擊能量，導致位錯堆積，局部應力增加，并促進亞表層裂紋的萌生。裂紋通常在脆性相、鑄造缺陷（收縮孔隙、氣孔、夾雜物）上成核，并在外力作用下繼續膨脹。由于裂紋在較深的部分產生，并沿脆性相和缺陷向內擴展，形成了廣泛的深裂紋。裂紋將合并并延伸到表面，這將導致磨球表面上的金屬成片脫落并形成宏觀剝落。嚴重剝落的磨球中的殘余奧氏體通常大于30%。

2、磨球破損。磨球在運動中受到應力，殘余奧氏體在受到應力后發生馬氏體轉變，從而產生轉變應力。這種相變應力足以使磨球破裂。磨球在正常壽命期內，它與簡體襯板、被磨物料以及磨球之間撞擊擠壓次數可達百萬次以致幾百萬次，在交變壓力和剪力作用下，引起赫茲接觸應力，在亞表層產生很大的交變切應力，接觸區邊緣產生峰值拉應力都可能在亞表層的脆性相、夾雜物或孔洞處產生疲勞裂紋，導致磨球破裂。發生破碎有多種原因。材料的韌性不足是主要方面。材料中的碳化物量過多，尺寸過子粗大、含有 M.C 型碳化物，內部存在缺陷，如縮孔、縮松、氣孔夾雜物等都可能使磨球在經受沖擊時破碎。

磨球在球磨機運行過程中發生破碎失效會影響球磨機的正常運行(0.5%的破碎率就會影響設備的生產效率。

3、偏磨失圓。有些磨球使用一段時間以后，一側的磨損量超過其他部位，使球失去圓整外形。這種現象常發生在表面硬度不均勻或局部組織異于其他部位的磨球。合金白口鑄鐵磨球常因鑄造原因使局部的碳化物尺寸、間距、硬度顯著異于其他部位，或在側冒口頸斷面在縮松，都可能導致偏磨失圓。也有些偏磨失圓源于球體宏觀剝落。失圓的磨球影響被磨物料在相鄰磨球表面間的碾磨細化作用，降低球磨機生產效率。