根據從事沖天爐鑄造生產、工藝設計和鑄造缺陷研究的經驗總結髮現，沖天爐生產砂型孕育鑄鐵件產品時，產品易出現硬度大缺陷的原因可分為鐵水、冷卻條件和熱處理等三種. 1
鐵水原因 鐵水原因包括化學成分、熔鍊質量和原材料遺傳性等. 首先，鐵水化學成分的原因.是指產品的化學成分超出規定的標準範圍內，常規元素如碳、硅量過低、綜合碳當量低於正常的0.25%(如碳量小於2.7%、初硅量小於1.4%等);另外，錳含量過高，錳量大於1.3%.使石墨化元素含量低，而反石墨化元素含量高，造成石墨的析出能力很低，凝固結晶過程中形成大量的滲碳體;從而提高了鑄件硬度.同時，灰鑄鐵中Pb或Bi的質量分數為0.08%時，會激烈增加灰鑄鐵的白口傾向;極少量的Bi和Te能顯著提高灰鑄鐵的白口傾向(如Te=0.005%時). 其次，鐵水熔鍊質量的影響.在熔鍊時沖天爐風量太大或太小、熱風櫃熱風效率低、風口不通暢、焦碳質量差或焦碳加入量過少、原材料塊度太細、氧化嚴重等均會造成鐵水出爐溫度低、氧化嚴重.造成鐵水中合金元素的大量燒損，出爐鐵水錶面發白，流動性差;爐前敲開三角試塊，斷口白口寬度太大甚至出現全白口.進行成分化驗時，由於元素的過量燒損，碳硅含量異常低;這種鐵水就是不合格的鐵水.如果 澆注成產品，將會出現硬度大、縮孔、縮鬆嚴重等缺陷. 再者，原材料遺傳性的原因.鑄鐵的遺傳性是指由一種金屬爐料改換成另一種金屬爐料時，雖鐵水化學成分不變，但鑄鐵的組織(如石墨形態、石墨化程度、白口傾向等)卻會發生變化;這種爐料和鑄件組織的關係就叫遺傳性.在此就是看熔鍊所用的生鐵、廢鋼、回爐料及合金硬度是否太大.通常配料情況下，合格的生鐵、廢鋼和合金是不會出現問題的;主要還是看所使用的回爐料是否有硬度大的缺陷，如大量使用的是硬度很高的回爐料，布氏硬度達到HB250以上甚至HB280.即使產品的常規化學成分合格、熔鍊質量也沒有問題，但卻造成產品的硬度高而鑄件綜合機械性能不合格. 2
冷卻條件原因 冷卻條件造成的硬度大的機理是，澆入鑄型的鐵水在急冷條件下，合金過冷度大，內部形核結晶能力強，石墨析出能力差、結晶時滲碳體含量多，凝固過程中，石墨析出不充分甚至造成非擴散性馬氏體相變;造成鑄件基體白口傾向大，出現產品硬度大. 出現該類缺陷主要是由於調整了砂的粗細、砂水份含量多、碾砂不均勻、造型後型腔硬度大使得透氣性不好，以及鑄型內刷水太多，鐵水在進入型腔時，揮發的水蒸氣無法及時通暢的排出，在型腔內對鐵水形成急冷或局部急冷造成.另外，鐵水的澆注溫度過低、鑄件在鑄型中的冷卻時間過短或落砂過早均是造成硬度大的主要原因. 3
熱處理原因 孕育件在進行熱處理時，鑄件堆放不好、溫度把握不良、退火時間不夠均會造成灰鐵件的硬度大。