Ухудшение механических свойств металла к центру слитка происходит еще и потому, что между крупными кристаллами (дендритами) по их границам собираются и откладываются вредные окислы и неметаллические включения.
В верхней части осевой зоны располагаются усадочная рыхлость — зона 5, а еще выше ее усадочная раковина, воронкообразная пустота — зона 6, происхождение которых объясняется быстрым охлаждением верхних слоев металла с образованием твердой корки при жидкой сердцевине.
По мере охлаждения и уменьшения объема жидкой стали под коркой образуются пустоты в виде усадочной рыхлости и усадочной раковины. Чтобы уменьшить усадочную рыхлость и отвести усадочную раковину как можно выше, применяют утепляющую надставку в верхней части изложницы, в которой после заливки образуется так называемая прибыльная часть слитка. Поэтому в стальных слитках различают три части: верхнюю прибыльную А, среднюю часть слитка Б и нижнюю донную В.
В процессе ковки верхняя прибыльная часть Л слитка с усадочной раковиной и большей частью рыхлости, а также нижняя, донная часть В слитка, в которой концентрируются неметаллические включения, удаляются как недоброкачественные, и идут в переплавку. Только средняя часть Б (ее часто называют «тело слитка»), составляющая 60—70% общего веса слитка, идет на изготовление поковок.
Неоднородность структуры и механических свойств стального слитка является основной причиной снижения прочности и качества кованых заготовок.
Для изготовления ответственных деталей типа роторов, валов турбин и генераторов, сплошных и пустотелых колонн, цилиндров и барабанов котлов высокого давления, баллонов и подобных им применяют, помимо стандартных кузнечных слитков, новые типы экономичных слитков: малоприбыльные, удлиненные, пустотелые (полые) и слитки с повышенной конусностью.
Технико-экономические показатели применения этих слитков по сравнению с обычными свидетельствуют о повышении средней части («тела слитка») до 85—87%; об увеличении производительности в связи с уменьшением цикла ковки; о сокращении расхода топлива и об улучшении качества поковок.
«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий