Петрографические исследования показали, что разупрочнение смеси наступило «вследствие дегидратации глины под воздействием высокой температуры. Изменение газопроницаемости смеси в процессе проведения 1-й серии опытов начиналось также после 10-15 циклов, при 2-й — сразу же. Как показали микроскопические исследования опытных смесей, увеличение газопроницаемости смесей при увеличении кратности их использования объясняются образованием в смеси конгломератов, состоящих из продуктов разрушения зерен, сцементированных спекшейся дегидратированной глиной и окислами железа. Наибольшему разрушению подвержен кварцевый песок, в котором преобладают зерна кварца, имеющие блочную структуру, т. е. в том случае, когда кристаллы кварца имеют деформированную кристаллическую решетку. Опыты показали, что долговечность песчано-глинистых смесей определяется отношением приведенной толщины стенки формы к толщине отливки и зависит от качества исходных материалов. Если эта величина больше 10, формовочная смесь может быть использована в течение нескольких циклов без всякого освежения.
С уменьшением величины этого отношения долговечность смеси снижается и при достижении значения, равного 1,5, формовочная смесь практически может быть применена только один раз. Металл оказывает не только тепловое воздействие на смесь, но и физико-химическое, способствуя образованию пригара на отливках. Было обнаружено, что в процессе взаимодействия жидкого металла и формовочной смеси контактная зона формы насыщается тонкодисперсным графитом, который, выделяясь из чугуна, тонким слоем осаждается на зернах песка и может препятствовать образованию пригара.
Петрографические исследования пригарных корок показали, что в случае использования песчано-глинистых смесей тонкодисперсный графит осаждается на зернах песка и на глинистых минералах и при толщине стенок отливок до 10-8 мм пригар почти полностью отсутствует. При больших толщинах стенок отливки количество выделяющегося графита оказывается недостаточным и происходит интенсивное взаимодействие металла и формовочной смеси.