本发明公开了一种复相析出TiC粒子的回火马氏体耐磨钢球的制备方法，属于金属材料加工技术领域，耐磨钢球由下列重量百分比的合金成分制成：C：0.65～0.9wt.％、Si：1.5～3.0wt.％、Mn：0.5～2.0wt.％、Cr：0.5～1.5wt.％、Ti：1～2％，余量为Fe和不可避免的杂质；通过锻造余热淬火(无需再次加热)+低温回火工艺，得到高硬度的回火马氏体组织的同时，在基体中析出第二相颗粒，通过弥散分布的不同尺度的第二相粒子来保证材料的强度和耐磨性，纳米尺度的析出粒子提高基体的强度，而微米尺度的析出粒子改善材料的耐磨性。在该合金体系下，添加不同含量的Ti元素，显著提高材料的综合性能。