เมื่อการหล่อเย็นท่อเหล็กขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่เสร็จสิ้นแล้ว ควรทำอย่างไร

(1) เมื่อการระบายความร้อนเสร็จสมบูรณ์ นั่นคือ เมื่ออุณหภูมิของพื้นผิวและแกนกลางเท่ากันอย่างสมบูรณ์ การเสียรูปยืดหยุ่นของพื้นผิวและแกนกลางก็จะหายไปและกลับสู่สภาวะเดิม แม้ว่าจะมีความเค้นความร้อนเกิดขึ้นทันทีในระหว่างกระบวนการระบายความร้อน แต่ความเค้นความร้อนที่เหลืออยู่หลังจากการระบายความร้อนสิ้นสุดลงจะเท่ากับศูนย์

(2) แน่นอนว่านี่เป็นกรณีพิเศษ เนื่องจากเกิดความเค้นความร้อนสูงในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว เหล็กจึงยังคงอยู่ในอุณหภูมิที่ค่อนข้างสูงและมีความเป็นพลาสติกที่ดี ความเค้นความร้อนจะสูงกว่าจุดครากของท่อเหล็กเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ ส่งผลให้เกิดการเสียรูปพลาสติกที่พื้นผิวรับแรงดึงและแกนรับแรงอัด จึงช่วยลดความเค้นความร้อนได้

(3) เมื่อการทำความเย็นยังคงดำเนินต่อไป อัตราการทำความเย็นของพื้นผิวจะช้าลง ขณะที่อัตราการทำความเย็นของแกนกลางจะเพิ่มขึ้น ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวและแกนกลางจะค่อยๆ ลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น และความเครียดทางความร้อนที่กระทำต่อพื้นผิวและแกนกลางก็จะลดลงตามไปด้วย

(4) อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเสียรูปพลาสติกที่เกิดขึ้นล่วงหน้าดังที่กล่าวข้างต้น ทำให้ความเค้นความร้อนขนาดใหญ่ลดลง เมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิยังคงมีนัยสำคัญ ความเค้นความร้อนจะใกล้เคียงกับศูนย์ ในขณะนี้ แกนกลางยังไม่เย็นตัวลงอย่างสมบูรณ์และจะยังคงหดตัวต่อไปในระหว่างการเย็นตัวลง ทำให้เกิดการกลับทิศของความเค้นความร้อนและเกิดความเค้นความร้อนขึ้นโดยที่ชั้นผิวถูกกดทับและแกนกลางถูกดึงทับ

(5) ดังนั้น หลังจากเย็นตัวลงอย่างสมบูรณ์ ชั้นผิวจะมีความเค้นอัดตกค้างสูง ขณะที่แกนกลางจะมีความเค้นดึงตกค้าง หลังจากเทเหล็กหลอมเหลวลงในแม่พิมพ์ เนื่องจากการดูดซับความร้อนของแม่พิมพ์ อุณหภูมิของเหล็กหลอมเหลวจะค่อยๆ ลดลง และเปลี่ยนจากของเหลวเป็นของแข็งระหว่างเส้นของเหลวและเส้นเฟส กระบวนการนี้เรียกว่ากระบวนการแข็งตัว และช่วงเปลี่ยนผ่านนี้เรียกว่าช่วงแข็งตัว

(6) โพรงหดตัว การหดตัว การแตกร้าวจากความร้อน การแยกตัว รูพรุนต่างๆ และสิ่งเจือปนในท่อเหล็กเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ ล้วนเกิดขึ้นในช่วงการแข็งตัว ดังนั้น การทำความเข้าใจและศึกษากฎการแข็งตัว รวมถึงการควบคุมกฎดังกล่าวจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการหล่อชิ้นงานที่มีคุณภาพและความหนาแน่นสูง