随着粉磨行业的不断发展,对作为粉磨介质之一的磨球提出了更高的综合性能要求。本文的研究对象分别为B2钢Φ120mm锻球和269B钢Φ80mm轧球。研究内容主要针对两种磨球在实际使用当中出现的开裂破碎现象,探究开裂原因并从热处理工艺方面进行优化改进。利用matlab软件对端淬试样和磨球的淬火温度场进行模拟用以指导试验,并通过对比试验和材料分析手段来确定不同热处理参数对磨球组织性能的影响。研究表明:(1)对于B2钢Φ120mm锻球,在使用中出现早期破碎的主要原因有两点。一方面,锻造前加热温度高达1100℃造成原始奥氏体晶粒粗大,降低了磨球在淬火后韧性。另一方面,淬火时磨球的内部温度高于表面温度,造成表面到心部的组织过渡变化较快,在距离磨球表面20mm~30mm处硬度从62.5HRC陡降到47HRC,增大了此处的开裂倾向。(2)对于269B钢Φ80mm轧球在淬火后出现开裂的原因是,当淬火温度高于720℃时,水冷70s后磨球心部温度高于Ms点,使心部在水冷阶段没有开始发生马氏体相变。这加大了马氏体转变的不同时性,并且钢材有中心疏松现象,二者结合使磨球在应力的作用下发生开裂。根据本文的研究结果,B2钢Φ120mm磨球采用二次加热淬火工艺可以显著提高使用过程中的抗破碎性能,即锻后空冷至200℃后放入820℃电阻炉中加热保温3h,出炉水冷2min并进行低温回火。经此处理后的磨球组织过渡均匀,在距离磨球表面20mm~30mm处硬度从57HRC缓降到50HRC,落球次数达到3000次以上,满足使用性能要求。269B钢Φ80mm磨球采用轧后预冷至700℃~720℃,在45℃水中冷却70s后进行200℃低温回火,磨球心部硬度能够达到55HRC并无开裂倾向,综合性能满足使用要求。