В тех случаях, когда требуется обеспечить наиболее высокие механические свойства металла в определенных стенках отливок и высокую их герметичность, необходимо создавать направленное затвердевание металла отливок в форме и достаточное питание их из литниково-питающей системы.
Направленное затвердевание может быть обеспечено следующими методами.
1. Конструированием стенок отливок с применением напусков. Целесообразен напуск в пределах 5— 10 % высоты стенки.
2. Назначением соответствующих радиусов г во внутренних углах а сопряжения стенок отливок или на внешних углах 1 формы.
3. Назначением соответствующих расстояний а между отливками или их конструктивными элементами. При расположении отливок или их стенок под углом 3—5° пористость перемещается в верхние отливки, при а > 6 мм пористость перемещается ближе к центру стенки.
4. Применением конических прибылей-обогревателей С, располагаемых между отливками. Чтобы обеспечить наиболее высокие механические свойства металла в отливках и высокую их герметичность, необходимо заполнять формы металлом снизу. Затем форму нужно повернуть на 180°, чтобы обеспечить необходимое направленное питание из литниково-питающей системы.
5. Управлением продвижения фронта затвердевания по схеме, когда оно происходит только по стрелке С и при отсутствии зарождения кристаллов на боковых поверхностях в направлениях А я В. Если сплав направленно затвердевает в литейной форме с открытой нижней торцовой частью (без изоляции), которая находится в контакте с водоохлаждаемым холодильником, то в отливке образуется тонкостолбчатая структура. Если направленное затвердевание сплава происходит в литейной форме с закрытой нижней торцовой частью формы (с толщиной изоляции в 5—6 слоев оболочки формы), то в отливке образуется крупностолбчатая структура. При уменьшении числа слоев оболочки формы в отливке будут образовываться структуры промежуточные.
Для жаропрочного сплава ЖС6-К была определена оптимальная столбчатая структура, благодаря которой ресурс турбинных лопаток увеличен более чем в 2 раза.