نظرًا لأن مصبوبات الفولاذ المقاوم للصدأ تبرد وتتصلب بشكل أسرع في القوالب المعدنية مقارنةً بالقوالب الرملية، ولأن القوالب المعدنية تفتقر إلى المرونة، فإن الإجهاد المتولد في المسبوكة أثناء الصب في القوالب المعدنية يكون أكبر منه في الصب الرملي، مما يؤدي إلى زيادة احتمالية التشققات وظهور عيوب مثل عدم اكتمال التعبئة، والالتحام البارد، ووجود الحديد الأبيض (في مصبوبات الحديد الزهر). بشكل عام:
(1) لتجنب عدم اكتمال الصب والانغلاق البارد في صب الفولاذ المقاوم للصدأ، ينبغي مراعاة الجوانب الهيكلية التالية: أ. يجب أن يكون شكل المسبوكة انسيابيًا قدر الإمكان، مع تجنب الزوايا الحادة والتغيرات المفاجئة في الشكل الهيكلي، لتسهيل تدفق المعدن المنصهر؛ ب. يجب أن يكون سمك جدار المسبوكة مناسبًا وغير رقيق جدًا، خاصةً عندما يكون حجمها الخارجي كبيرًا؛ ج. يجب تجنب الأسطح الأفقية الكبيرة، لأنها تُبطئ صعود المعدن المنصهر أثناء الصب، كما أن مساحة السطح المعرض للهواء كبيرة، مما يُسهل أكسدته. في الوقت نفسه، ونظرًا لتبدد الحرارة السريع من قالب المعدن، يفقد المعدن المنصهر سيولته بسرعة، مما قد يُسبب عيوبًا مثل عدم اكتمال الصب والانغلاق البارد ووجود شوائب الخبث.
(2) ينبغي مراعاة المسائل الهيكلية التالية لمنع حدوث تشققات في مصبوبات الفولاذ المقاوم للصدأ: أ. يجب توفير أضلاع ونتوءات وما شابه لتقوية الأجزاء الأضعف من الهيكل لمنع حدوث تشققات في المصبوب؛ ب. عند ترتيب أضلاع التقوية على المصبوب، يجب مراعاة تأثيرها على انكماش المصبوب؛ ج. يجب تقليل الأجزاء البارزة مثل النتوءات والأضلاع والشفاه التي تعيق الانكماش الحر للمصبوب قدر الإمكان؛ د. يجب أن تكون متطلبات سماكة الجدار الموحدة، والانتقال السلس والوصلات بين الجدران، والزوايا المستديرة المناسبة أكثر صرامة من تلك الخاصة بالصب الرملي؛ هـ. يجب تغيير الوصلات الرأسية للجدران إلى وصلات مائلة.
عند تصميم الوحدات الهيكلية الأساسية واختيار معاييرها لصب الفولاذ المقاوم للصدأ، ينبغي مراعاة ما يلي أيضًا:
(1) لمنع تكوّن الحديد الأبيض في أجزاء الحديد الزهر الرمادي، بالإضافة إلى اتخاذ تدابير تتعلق بعملية التصنيع، يجب ألا يكون سمك الجدار رقيقًا جدًا. (تشير بعض البيانات إلى أنه عندما يزيد سمك الجدار عن 15 مم، يجب تقريب زوايا المسبوكات المصنوعة بقوالب معدنية. بالنسبة لمسبوكات سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم، يجب ألا تقل استدارة المسبوكة عن 3-4 مم. أما بالنسبة لمسبوكات الحديد الزهر والفولاذ المصبوب وسبائك النحاس، فيمكن اختيار استدارة المسبوكة من الجدول 1.1-32).
(2) نظرًا لعدم مرونة القالب المعدني واللب، ولتسهيل إزالة المسبوكات واستخراج القوالب، يجب أن تكون زاوية سحب المسبوكات في القوالب المعدنية أكبر بشكل مناسب من زاوية سحب المسبوكات الرملية، وعادةً ما تكون أكبر بمقدار 30%-50%. تجدر الإشارة إلى أن زاوية سحب المسبوكات مرتبطة بنوع السبيكة وارتفاع الجدار، بالإضافة إلى موضع سطح المسبوكة. يمكن تصميم أسطح المسبوكات التي تميل إلى الانفصال عن سطح القالب المعدني عند تبريد المسبوكة وانكماشها بزاوية سحب أصغر، بينما يجب تصميم أسطح المسبوكات التي تميل إلى الضغط على القالب المعدني عند انكماش المسبوكة بزاوية سحب أكبر. زاوية سحب المسبوكات في سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ المختلفة؛
(3) نظرًا لأن القوالب المعدنية تُبدد الحرارة بسرعة، يجب أن يكون الحد الأدنى لسمك جدار مصبوبات الفولاذ المقاوم للصدأ أكبر من سمك جدار مصبوبات الرمل. كما أن الحد الأدنى لسمك جدار مختلف سبائك الصب والمصبوبات ذات الأحجام المختلفة مهم أيضًا. (4) يجب أن يكون سمك الجدار الداخلي والأضلاع الداخلية للمصبوب عمومًا 0.6-0.7 ضعف سمك الجدار الخارجي المتصل به. وإلا، فنظرًا لأن الجدار الداخلي (الأضلاع) يبرد ببطء، فمن المحتمل حدوث تشققات عند نقطة التقاء الجدارين الداخلي والخارجي عند انكماش المصبوب.
عند تصميم مصبوبات الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الأشكال المعقدة، إذا كانت عملية الإنتاج تنطوي على صعوبات كبيرة، فيجب الحفاظ على شكل المصبوب بأبسط شكل ممكن وتعديل الهيكل لتسهيل إخراجه من القالب، دون التأثير على استخدامه.
