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磨球作为球磨机内必不可少的研磨介质,随着现代选矿业的发展,要求其性能多样化,规格范围进一步增大,从而出现了选材和工艺制定的最佳化问题,材质的淬透性和磨球淬火过程中的温度场是该问题的核心。基于此,本文对磨球用钢的化学成分与端淬试样的硬度分布数据进行了总结,并冶炼了4炉Si、Mn、Cr合金化的磨球用钢,进行了端淬试验,利用复合形法,得出了给定淬火硬度的条件下磨球用中高碳钢化学成分与端淬距离的数学关系：E55=153×C2+3.5×Si2+32.2×Cr2-1.9×C×Si+106.2×C×Mn+172.2×C×Cr+142×Si×Mn+4×Si×Cr+51.6×Mn×Cr-351.4×C-142×Mn-173.5×Cr+217.5E58=-331×C2-0.02×Si2+5.73×Mn2+31.2×Cr2+1.74×C×Si+184.2×C×Mn+36.8×C×Cr+7.1×Si×Mn+13×Si×Cr+524×Mn×Cr一75.7×C一20.6×Si一246.2×Mn一95.3×Cr+141.4该公式预测结果与实验结果吻合较好。利用有限差分方法和能量守恒原理对端淬试样和磨球在淬火过程中的温度场进行了编程计算,结果表明,不同规格磨球表面冷却速度很大,至1/4R深度范围,冷却速度急剧降低,到1/2R深度,下降缓慢,变化趋于平缓,直至心部冷却速度稍有增加。随磨球直径增大,各特征位置相应的冷却速度显著降低。对于不同规格磨球,测定了计算的相同冷却速度所对应的位置处的硬度,结果符合冷却速度相同对应淬火硬度相同的规律,证实了温度场计算的正确性。在此基础上根据同一材质下冷却速度相同,硬度相同的规律,建立了利用端淬试验预测磨球硬度分布的关系,与不同规格淬火磨球的试验结果相吻合。针对4#钢不同规格(φ50mm、φ60mm、φ70mm、φ100mm)磨球硬度分布及100mm直径的磨球不同特征位置处微观组织进行了分析,与端淬试样吻合较好。通过对4#钢100mm磨球水冷淬火后显微组织和硬度的试验分析,表明温度场计算的磨球冷却速度与试验结果相一致。