В связи с тем что толщина этого покрытия сильно уменьшается, оно не способно так надежно защищать близлежащие слои от перегрева при дальнейшем циклировании. Температура в рабочем слое после сильного износа защитного покрытия превышает 300 °С. Указанный перегрев приводит к перестариванию (коагуляции упрочняющей фазы). Наряду с этим при столь высоких температурах более ускоренно и интенсивно происходят разупрочняющие процессы. Все это в совокупности приводит к снижению жаропрочности материала кокиля, появлению дефектов и выходу формы из строя. Длительные выдержки при температуре 300 °С снижают прочностные свойства на 30% , а при повышении температуры, как это имеет место при интенсивном термоциклировании, жаропрочность ввиду указанных выше причин будет снижаться еще более интенсивно.
Повышение эксплуатационных температур кокиля ускоряет явление термической усталости и одновременно активизирует развитие процесса ползучести, что в еще большей степени ускоряет образование трещин на рабочей поверхности формы.
Следует указать, что металлографическим анализом установлено, что циклирование вызывает структурные изменения в слое, непосредственно прилежащем к защитному покрытию кокиля на небольшой его глубине, составляющей 3-5 мм от покрытия. Изменения структуры происходят при достижении 600 термоциклов. На структуру остальной части стенки кокиля циклирование влияния не оказывает и даже после появления трещин термической усталости, что происходит после 2000 циклов (заливок), структура остальной части стенки остается неизменной. Наибольшая степень структурных изменений в рабочем слое происходит возле концентратов термических напряжений, т. е. там, где наблюдается значительная локальная знакопеременная пластическая деформация, обусловленная термическими напряжениями.
По мере увеичения числа термоциклов, как это было установлено металлографическим анализом, сначала происходит миграция частиц кремния, затем наблюдается постепенная коагуляция кремниевой фазы и, наконец, происходит укрупнившихся частиц кремния. Нами показано, что при наличии термических напряжений процесс роста кремниевых частиц ускоряется.