不同热处理工艺直接影响不同材质的钢球性能，这一点最终是以钢球显微组织状态分布反映出来的。我们对照热处理前后钢球用钢的显微组织变化，就能更好理解了。通常情况下，铁素体组织的钢球耐磨性最差，珠光体组织的钢球耐磨性较好，马氏体组织的钢球耐磨性最好，而在相同的硬度下，贝氏体组织的钢球又比一般淬火+回火获得的马氏体组织具有更高的耐磨性，下面我们来逐一认识一下各种组织：

1. 马氏体

马氏体是高硬度锻轧磨球的主要微观组织。磨球规格较大时，表面到心部的微观组织往往由单一的马氏体组织过渡为马氏体和其它相的复合组织，复合相的组成由磨球钢的化学成分、加热状态以及冷却方式共同决定。对低合金中高碳磨球钢而言，马氏体是由两种不同亚结构的马氏体混合而成，板条马氏体和片状马氏体之间的比例将随着碳含量的提高而降低。对于马氏体转变的动力学而言，马氏体转变在 Ms以下温度开始，在进一步冷却过程中，马氏体转变量随着温度的降低而增大，温度降低到Mf时，马氏体转变截止。

2. 珠光体

珠光体（黑色）是奥氏体在较高温度范围共析转变时析出的组织，其是由渗碳体和铁素体构成的机械混合物。片状珠光体是由渗碳体片和铁素体片组成平行分布的两相层状结构。当磨球的淬透性较差时，磨球内部会产生大量片状珠光体组织。观察淬透性较差的磨球内部组织时，由于光学显微镜分辨率较低，只能看到黑色块状的珠光体组织。

3. 贝氏体

贝氏体是由碳化物和铁素体构成的机械混合物。碳化物是以许多不规则沉淀物的形式出现在铁素体晶粒内。贝氏体转变发生在珠光体转变和马氏体转变之间的温度区间。由于贝氏体铁素体的高密度位错、贝氏体铁素体的细小尺寸以及碳的过饱和度，贝氏体具有较高的硬度。磨球内含有一定量的贝氏体，可提高磨球的冲击韧性。

4. 残余奥氏体

钢在发生马氏体转变后残留的奥氏体是残余奥氏体（亮白色）。磨球中残余奥氏体含量较大时，磨球的淬火硬度降低，低冲击条件下的耐磨性变差。当磨球受到高能量冲击时，残余奥氏体的存在一方面可以阻止裂纹的扩展来提高韧性，另一方面冲击应力可能促使磨球表层或近表层的残余奥氏体转变为马氏体，从而提高磨球的硬度和耐磨性。但如果近表层的残余奥氏体转变为马氏体，从而导致应力产生，裂纹容易萌生和扩展，产生剥落掉块，影响磨球的使用寿命。

研究认为，高碳马氏体(M)与残留奥氏体(A )的组合有着比低碳板条马氏体更好的耐磨性。但是，实践证明，马氏体与下贝氏体 (B下)及A的复合组织会比全M或全B下组织更耐磨，适当的M + B下+A在合适的比例会得到最高的耐磨性。