球磨机衬板和球磨机钢球在高于平衡冷速但低于避免珠光体转变临界冷速下连续冷却时，球磨机衬板和球磨机钢球高铬铸铁的奥氏体转变性质与平衡冷却时的转变性质有所不同。非平衡冷却时，不产生前述的两个包析转变。而是进行共析转变。这是因为非平衡冷却所提供的能量条件足以使共析组织在反应中形成。发生共析转变时，相内的铬、碳等元素都要重新分布，铬的扩散激活能较高，原子迁移比较缓慢，同时也对碳原子的扩散运动起阻碍作用。因此，高铬奥氏体球磨机衬板和球磨机钢球的临界冷却速率降低，使珠光体和贝氏体转变孕育期延长。
　　随球磨机衬板和球磨机钢球含铬量增加珠光体转变C曲线移向高温，贝氏体转变温度降低，形成两个分离的C曲线上、下两条曲线之问出现奥氏体稳定区。随着球磨机衬板和球磨机钢球奥氏体含铬量的提高，奥氏体稳定区的温度范围增大。影响固相非平衡转变产物的主要因素有冷却速率和奥氏体的化学成分。在不同冷却速率下，奥氏体平衡和非平衡转变产物可能有：共析组织（珠光体、索氏体、屈氏体）、共析组织+贝氏体、过冷奥氏体+贝氏体、马氏体+贝氏体+残余奥氏体、马氏体十残余奥氏体等。在马氏体点似，低于室温条件下，奥氏体将保留到室温。
　　球磨机钢球和球磨机衬板共晶奥氏体的转变程度与共晶碳化物的尺寸及间距有关。厚壁球磨机配件铸件凝固速率低，球磨机钢球和球磨机衬板共晶反应的过冷度小，碳化物形核率低，生长发育比较充分，因而其尺寸及间距大于凝固较快、共晶组织较细的碳化物。在这种情况下，球磨机钢球和球磨机衬板共晶奥氏体中碳浓度难以降低到促使马氏体充分转变的程度，最终只能发生部分转变。在更厚的或在保温型中缓慢冷却的铸件中，球磨机钢球和球磨机衬板共晶奥氏体还可能析出高度弥散的、由α相和M7C3型碳化物组成的层状聚合物组织。这种球磨机钢球和球磨机衬板组织只能在电子显微镜下观察到。
　　这是在共折点以下的温度范围内过饱和碳及铬从富铬奥氏体中析出的结果。析出这种层状聚合物的必要条件是过冷奥氏体在共折点Ms与从点之间的温度范围内，必须有足够的停留时间以及Fe中的碳、铬元索呈现过饱和状态。铸态奥氏体高铬铸铁球磨机钢球和球磨机衬板的“直接”（不是回火产生的）二次硬化现象是值得注意的。
　　上述的层状聚合物组织就是直接二次硬化的结果之一。除此而外，在球磨机钢球和球磨机衬板共晶碳化物周围还能析出近似立方形体的碳化物并伴有α相。这些碳化物的折出能提高基体的强度和硬度，有助于提高球磨机钢球和球磨机衬板材料的抗磨性能。过冷到室温的奥氏体在亚临界温度下回火，也能产生类似的碳化物析出现象。