熱應力是由于冷卻壁經常性地承受溫度變化沖擊而產生的。熱應力的大小受以下因素影響屈服強度越大，熱應力越大線膨脹系數越大，熱應力越大加熱速度越大，熱應力越大冷卻越不充分，則冷熱面溫差越大，因而熱應力越大導熱性越差，熱應力越大。另外，隨著溫度升高，冷卻壁的力學性能下降。
當應力超過冷卻壁承受的強度極限時，就會發生斷裂，產生裂紋源，進而裂紋逐漸擴大，最后拉斷水管。所以，對冷卻壁的力學性能要求抗拉強度幾延伸率占以釋放巨大應力作用。球墨鑄鐵冷卻壁的氧化與生長球墨鑄鐵冷卻壁金相組織的氧化與生長是伴生的。氧滲入金屬內部發生內氧化，由于生成的氧化物的體積大于金屬本體，引起不可逆體積膨脹。冷卻壁處于反復加熱與冷卻狀態，達到相變點溫度時，產生相變應力，使石墨與金屬基體間產生微裂紋，這時因氧化而產生的生長就特別激烈。高溫下滲碳體分解成石墨，使體積增大。
當溫度大于時，石墨溶于奧氏體，冷卻時石墨又從奧氏體析出，但石墨不在原地析出，因此每加熱冷卻一次就會在鑄鐵內留下許多孔洞，使鑄鐵產生不可逆的體積增大在高爐與共存的氣氛下，由于有反應發生，分解出的碳沉積在石墨之上，使石墨體積增大，基體產生微裂紋，使氧更容易滲人基體內部產生氧化。石墨形態對氧化和生長的影響。
球墨鑄鐵冷卻壁的球化率越高石墨越細小，則石墨大部分呈孤立球狀，越不容易氧化，其生長也不顯著反之，球化率低，石墨呈團狀絮狀蠕蟲狀甚至不球化呈片狀，則石墨呈斷續狀或連續狀，它會成為高爐煤氣進人金屬內部的通道，導致氧化反應更容易產生，相金組織生長嚴重。
球墨鑄鐵冷卻壁的基體由鐵素體和珠光體組成，鐵素體含量對鑄鐵的氧化性能沒有顯著的影響，但對其生長率有較明顯的影響這是因為珠光能分解成石墨，使體積增大。生長試驗試驗時間生長率冷卻水管對冷卻水管的要求是外表不滲碳，避免產生共析過共析組織使鋼管脆性增大涂料層薄而均勻，控制在以下，以減小熱傳導阻力采用大管徑高的通球直徑為冷卻水管內徑，小的彎管曲率半徑鎮倍以降低管內冷卻水的流動阻力，增大冷卻強度。
冷卻強度增大會使冷卻壁的溫度降低，這樣應力氧化和生長產生的動力將大大減弱。結論球墨鑄鐵冷卻壁損壞的形式是產生裂紋。裂紋的形成是應力氧化和生長共同作用的結果。應力氧化和生長的形成主要是由于冷卻壁壁體溫度升高引起的。
