球磨機失效的主要形式是磨損、破碎和失圓。破碎和失圓降低了研磨效率，同時有加快了磨球的磨損。一般情況下，磨損是失效的主要原因。
（1）切削和鑿削磨損
磨球表面作用力可分解為法向作用力和切向作用力，與磨球相對運動的尖銳物料（磨粒），在法向力作用下嵌入表面，切向力則推動磨粒沿表面運動。低硬度磨粒使磨球表面產生淺劃痕，高硬度磨粒則造成切削溝。
劃痕和切削溝中的金屬發生塑型變形堆積在兩側和前段。高應變率使已發生塑性變形的金屬內部位錯塞積，形成胞狀結構，性質變硬變脆，再經過反復碾壓，產生應變疲勞裂紋，性質變硬變脆，再經過反復碾壓，產生應變疲勞裂紋，擴展到表面，導致磨屑脫落。
當磨粒作用于磨球表面的發鄉里很大時，發生鑿削作用，形成鑿削坑，，金屬被直接早掉或發生塑性形變，最終因應變疲勞而形成鐵屑。
（2）疲勞磨損
磨球在反復變化的沖擊應力、接觸壓應力和切應力的作用下，受到反復撞擊，相互之間擠壓與滑動，在交變的壓力和剪切力作用下，引起交變的赫茲接觸應力，在材料的亞表層產生更大交變切應力，接觸區邊緣產生峰值拉應力，導致亞表層的脆性相、夾雜物或空洞處產生疲勞裂痕，裂紋擴展與交織，最終使磨球表皮剝落及磨損。
若裂紋產生于較深部位，并沿脆性相和缺陷向內部擴展，形成較大的縱深裂紋。裂紋會合并延及表面，就會使磨球表面成塊脫落。磨球表面產生疲勞磨損。
（3）脆性磨損
在礦山使用的濕式球磨機中，磨損介質（屬于電解質溶液）和上述磨損工況共同作用于材料表面，發生腐蝕磨損。濕式磨礦研磨體的消耗達到干式的5～7倍以上。
腐蝕磨損機制下材料的耗失速率遠遠高于腐蝕和磨損單獨因其的材料耗失速率之和。腐蝕損害了材料表面的力學性能，使得材料被加速磨損，磨損不斷產生“新”的材料表面，又提高了腐蝕的速率。
根據以上對磨球失效形式的磨損機制的分析，要提高磨球的使用壽命，其材料應具備高的硬度、高的沖擊疲勞強度、高的斷裂韌性和沖擊韌性等一些列力學性能。另一方面，球磨機參數也會影響磨球的磨損和疲勞壽命。
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