DE2252548B2

DE2252548B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Legierungen mit einer durch orientiertes Erstarren erzeugten Struktur

Info

Publication number: DE2252548B2
Application number: DE2252548A
Authority: DE
Inventors: Bernard Chatillon Daigne; Francois Paris Girard
Original assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Current assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Priority date: 1971-11-05
Filing date: 1972-10-26
Publication date: 1974-12-19
Also published as: SE396562B; GB1415166A; US3838729A; CH560083A5; FR2158138B1; IT970219B; FR2158138A1; JPS518854B2; CA975923A; DE2252548C3; DE2252548A1; JPS4855130A

Description

T₁

35

40

T₁ Temperatur an der Basis des Werkstücks, T_s Erstarrungstemperatur der Schmelze,
C(T) Wärmeleitfähigkeit der erstarrten Legierung in Abhängigkeit von der Temperatur,

C_L Thermische Leitfähigkeit der festen Phase nahe der Erstarrungsfront,

G Temperaturgradient an der Erstarrungsfront,

H Stärke der erstarrten Legierung.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangslegierung aus der festen Phase, z. B. als Pulver, Band, Strang od. dgl., verflüssigt und dann der Gießform zugeführt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Gießform mit thermisch abgeschirmten Seitenwänden, der die Ausgangslegierung flüssig zugeführt wird, einer Einrichtung zum Beheizen der freien Oberfläche der Schmelze und einer Einrichtung zum Kühlen des Bodens der Gießform, gekennzeichnet durch eine die Ausgangslegierung kontinuierlich in definierter Menge an die Gießform (1) abgebende Zuführeinrichtung (10, 11; 14, 15), deren Zuleitung (11, 15) in gleichbleibendem geringem Abstand von der Erstarrungsfront (/) der Schmelze anhebbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (6, 18) an einem Träger (12) angeordnet ist, der mi gleichbleibendem Abstand von der freien Ober fläche (/) der Schmelze bewegbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, da durch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung aus am'Träger (8,12) angeordneten Widerstands heizkörpern (6) besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung aus am Träger (8) angeordneten Induktionsheizkörpern besteht

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche f bis 9 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kühleinrichtung für den Boden der Form und diesem eine Wärmewiderstandsschicht (2) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmewiderstandsschicht (2) aus einer Platte besteht, deren Werkstoff eine der Temperatur umgekehrt proportionale Leitfähigkeit aufweist, und z. B. aus Aluminium oder Berylliumoxyd gebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Platte elektrische Heizwiderstände (17) eingebettet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12 zur Durchfühmng des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (14) mit dem Träger (12) der Heizeinrichtung (18) verbunden ist und eine an dem Träger angeordnete Einrichtung (15) zum Niederschmelzen der Ausgangslegierung aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8, 12) als Strahlungsschirm ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform (1) von einem Strahlungsschirm (4) umgeben ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gießform (1) und dem Strahlungsschirm (4) eine hitzebeständige Wand (20) angeordnet ist, in der eine Heizeinrichtung, ζ. Β. elektrische Heizwiderstände, eingebettet sind.

50 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Werkstücken oder Blöcken aus Metall mit orientierter Struktur, indem eine Ausgangslegierung in flüssiger Phase einer Gießform zugeführt und in dieser gerichtet erstarrt wird, wobei an der Erstarrungsfront ein Temperaturgradient dadurch aufrechterhalten wird, daß die Schmelze von unten gekühlt, an den Seiten thermisch abgeschirmt und an ihrer freien Oberfläche entsprechend deren Ausdehnung beheizt wird.

Um einwandfrei gegossene Werkstücke zu erhalten, muß bekanntlich darauf geachtet werden, daß die innerhalb der Erstarrungszone liegenden Bereiche nach Maßgabe der Wanderungsgeschwindigkeit der Erstarrungsfront mit flüssigem Metall versorgt werden, um insbesondere die Volumenminderung auf Grund der Schwindung beim Erstarren auszugleichen. Dabei sollen im Bereich der Erstarrung nach Mop-

lichkeit die isothermen und die isobaren Flächen zusammenfallen. Es ist weiterhin bekannt, daß die Erstarrungsstruktur um so feiner und einwandfreier ist, je bedeutender der Temperaturgradient in der Nähe der Erstarrungsfront ist. Aus diesem Grund werden in den Gießformen Wärmequellen (Angußtrichter spielen gleichsam die Rolle eines Flüssigmetallreservoirs) und Kühlzonen (Kühlring bei Sandformen oder Kühlzonen bei Kokillen) angeordnet, um die Lage der Isothermen und den Temperaturgradienten beein-Bussen zu können.

Während man sich bei den meisten Gußstücken damit zufrieden geben kann, die zuvor zitierten Bedingungen annäherungsweise einzuhalten, reicht dies dann nicht aus, wenn es sich um die Herstellung von Werkstücken oder Blöcken aus temperaturfesten Legierungen mit feiner und kompakter Struktur und mit einer orientiert verfestigten Phase handelt, wie sie beispielsweise Gegenstand der DT-OS 2018 770 sind. Die die Verfestigung bewirkenden »Fasern« oder ao Whisker entstehen in situ während des Erstarrens, und ihre Ausrichtung folgt genau dem Temperaturgradienten. Ihre Kontinuität kann ungünstig beeinflußt werden, wenn der Wert dieses Temperaturgradienten in bestimmten Bereichen ungenügend ist oder wäh- as rend des Erstarrungsprozesses schwankt. Dies ist bei den bekannten Ausführungsformen der Fall, bei denen das gesamte Werkstück volumen der Gießform flüssig zugeführt oder aus einem festen Block vollständig aufgeschmolzen wird, um es Uann erstarren zu lassen (US-PS 3 204 301, 3 248 764).

Es sind weiterhin Verfahren und Vorrichtungen zum orientierten Erstarren bekannt (US-PS 3 142 452 und DT-OS 2 018 770), bei denen eine den oberen Teil der Gießform umgebende und mit der Geschwindigkeit der Erstarrungsfront bewegte Wärmequelle sowie eine im unteren Bereich der Form angeordnete Kühlquelle vorgesehen ist. Dabei findet ein Zonenschmelzen und -erstarren statt. Diese bekannten, an sich vorteilhaften Vorrichtungen sind jedoch nicht für eine industrielle Nutzung geeignet.

Um parallel verlaufende »Fasern« zu erhalten, muß die unabdingbare Forderung eingehalten werden, daß die Ebene der Isothermen und folglich die Erstarrungsfront annähernd planeben verläuft. Diese Forderung kann nur bei Formen oder Werkstücken mit geringer Ausdehnung quer zur Erstarrungsfront erfüllt werden. Um einen bedeutenden Temperaturgradienten ohne Überhitzung des flüssigen Metalls zu erreichen, muß andererseits die Wandungsgeschwindigkeit der Erstarrungsfront relativ niedrig gehalten werden, z. B. in der Größenordnung von 5 cm/h. Es können deshalb mit den bekannten Verfahren nur Werkstücke von kleiner Quei ausdehnung und nur wenige Werkstücke pro Zeiteinheit hergestellt werden.

Der Erfindung liegt die Autgabe zugrunde, an der Erstarrungsfront einen definierten und während des gesamten Erstarrungsprozesses gleichbleibenden Temperaturgradienten zu erhalten.

Ausgehend von dem eingangs geschilderten Verfahren wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die flüssige Ausgangslegierung in einer etwa der Erstarrungsrate aus der Schmelze entsprechenden Menge und in einem gleichbleibenden, geringen Abstand von der Erstarrungsfront kontinuierlich zugeführt wird.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen bleibt das Volumen der flüssigen Phase innerhalb der Gießform während des Erstarrungsprozesses praktisch gleich. Damit wird eine planebene Isothermenfläche erhalten, mit der Folge, daß auch die Erstamingsfront selbst planeben verläuft. An sich würde durch das Zulaufen der flüssigen Legierung eine Beunruhigung des Schmelzbades stattfinden, was wiederum zu einer Verwölbung der isothermen Ebene führen würde. Dies wird durch die weitere erfindungsgemäße Maßnahme vermieden, daß die flüssige Ausgangslegierung in geringem und stets gleichbleibendem Abstand von der Erstarrungsfront kontinuierlich zugegeben wird. Durch den geringen Abstand ist ferner gewährleistet, daß kein unkontrollierbarer Wärmetransport auf Grund der zulaufenden Flüssiglegierung im Bereich der Zugabestelle stattfindet.

Die Höhe und Konstanz des Temperaturgradienten läßt sich ferner dadurch beeinflussen, daß die Heizfront mit einer der Wanderungsgeschwindigkeit der Erstarrungsfront entsprechenden Geschwindigkeit aufwärts bewegt wird. Gleiches wird dadurch erreicht, daß die Kühlung der Schmelze von unten in Abhängigkeit von dem sich durch die zunehmende Stärke der erstarrten Legierung ändernden Wärmeübergang gesteuert wird. E'amit wäre der Tatsache Rechnung getragen, daß der Wärmeübergangswiderstand der erstarrten Phase während des Erstarrungsprozesses zunimmt. Die Steuerung der Kühltemperatur folgt dabei vorzugsweise der nachstehenden Gesetzmäßigkeit:

J,

JC(T)UT == GC_LH,

wobei

Γ, Temperatur an der Basis des Blocks,
7Λ,- Erstarrungstemperatur der Legierung,
C(T) thermische Leitfähigkeit der festen Phase in

Abhängigkeit von der Temperatur T, C, thermische Leitfähigkeit der festen Phase

nahe der Erstarrungsfront,
G Temperaturgradient in der Flüssigphase nahe

der Erstarrungsfront,
H Höhe der festen Phase.

Zur Durchführung des Verfahrens geht die Erfindung von einer Vorrichtung mit einer Gießform mit thermisch abgeschirmten Seitenwänden aus, der die Ausgangslegierung flüssig zugeführt wird, wobei eine Einrichtung zum Beheizen der freien Oberfläche der Schmelze und eine Einrichtung zum Kühlen des Bodens der Gießform vorgesehen ist. Eine solche Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß aus durch eine die Ausgangslegierung kontinuierlich in definierter Menge an die Gießform abgebende Zuführeinrichtung, deren Zuleitung in gleichbleibendem geringem Abstand von der Erstarrungsfront der Schmelze anhebbar ist.

Mit dieser Vorrichtung lassen sich Werkstücke und Blöcke aus temperaturfesten Legierungen mit einer aus Fasern, sogenannten Whisker bestehenden Verfestigungsphase in industriellem Maßstab herstellen. Dabei ist im Gegensatz zu den eingangs geschilderten Vorrichtungen einerseits ein vergleichsweise hoher und während des gesamten Erstarrungsprozesses konstanter Temperaturgradient zu erreichen. Andererseits kann die Wanderungsgeschwindigkeit der Erstarrungsfront nach Belieben gesteuert werden.

Schließlich weisen die mit dieser Vorrichtung herge- schwindigkeit des Tiegels 10 und des Rohrstutzens

stellten Werkstücke bzw. Blöcke im Gegensatz zu den 11 derart festgelegt, daß die Erstarrungsfront des zu-

weiterhin eingangs genannten Vorrichtungen eine be- geflossenen Metalls mit der gleichen Geschwindigkeit

trächtliche Ausdehnung quer zur Bewegungsrichtung wie die freie Oberfläche Z des Flüssigmetalls ansteigt,

der Erstarrungsfront auf. Weitere Ausführungsformen 5 Da die Fallhöhe des Flüssigmetalls praktisch gleich

der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den An- Null ist, wird die freie Oberfläche der Schmelze durch

Sprüchen 7 bis 16 gekennzeichnet. das Gießen nicht gestört. Die Höhe der Schmelze be-

Nachstehend ist die Erfindung an Hand von drei trägt nur einige Millimeter. Der Temperaturgradient

in den F i g. 1 bis 3 schematisch dargestellten Ausfüh- ist über die gesamte Oberfläche der Erstarrungsfront

rungsformen beschrieben. io einheitlich und vertikal ausgerichtet, welche Queraus-

F i g. 1 zeigt eine einfachste Ausführungsform der dehnung die Form auch immer hat.

Vorrichtung gemäß der Erfindung. Die Gießform 1 Es ist nicht nachteilig, wenn die Kapazität des Tie-

besteht aus einem temperaturfesten und gut wärme- gels 10 kleiner ist als die Form. Da der Rohrstutzen

leitenden Werkstoff, z. B. aus Molybdän-Blech, das 11 das Gießvolumen reguliert, ist es während des Ver-

von einer geeigneten Hülle umgeben ist, oder aus 15 fahrens stets möglich, Flüssigmetall in den Tiegel 10

Aluminiumblech, das auf seiner Außenseite durch zuzugeben.

einen Molybdän-Ring ausgesteift ist. Die Gießform Die Erzeugung von Legierungen mit einer orienruht auf einem eine Wärmewiderstandsschicht 2 bil- tierten Verfestigungsphase, wie sie Gegenstand der denden Aluminiumblock, der seinerseits auf einer DT-OS 2 018 770 sind, erfordert nicht nur eine kon-Kühleinrichtung, bestehend aus einer Kupferplatte 3 »0 stante Wanderungsgeschwindigkeit der Erstarrungsund darin angeordneten kreisförmigen, von Kühl- front, sondern auch einen Temperaturgradienten, der wasser durchströmten Kanälen, angeordnet ist. stets oberhalb einer kritischen Grenze liegt, unterhalb

Die Gießform 1 ist nachstehend von einem ther- welcher eine Umkristallisation stattfinden würde,
mischen Strahlungsschirm 4 aus poliertem, tempera- Die Vorrichtung gemäß F i g. 2 gestattet es, einen turfestem Metall, z. B. Molybdän, zur Minderung der »5 höheren und konstanten Temperaturgradienten zu Seitenabstrahlung der Wärme und einer die Wirkung erreichen. Sie weist fast alle Bauteile der Ausfühdieses Schirms ergänzenden, wärmeisolierenden Wan- rungsform gemäß F i g. 1 auf, besitzt jedoch nicht die dung 5 umgeben. Die Gießform 1 ist oberseitig durch als thermischer Schirm wirkende Platte 8 und den eine als thermischer Schirm wirkende Platte 8 aus po- Tragring 9. Der Tiegel 10 und der Rohrstutzen 11 liertem Molybdän abgedeckt, die von einem auf der 30 sind statt dessen mit einem temperaturfesten Träger Wandung 5 ruhenden Molybdän-Ring 9 getragen ist. 12 verbunden, der weiterhin die wärmeisolierenden An der Platte 8 ist eine Heizeinrichtung angeordnet, Rohre 7 mit den Heizwiderständen 6 aufweist. Diese die aus durch temperaturfeste Isolierrohre 7 hin- Vorrichtung gestattet es, während des gesamten Gießdurchgeführten Heizwiderständen 6, z. B. aus Vorgangs den Abstand zwischen der von den Heiz-Wolframband, bestehen, die von einer äußeren Strom- 35 widerständen 6 gebildeten Heizfront einerseits sowie quelle versorgt werden. Ferner ist eine Zufuhreinrich- der freien Oberfläche Z des Flüssigmetalls bzw. der tung für die flüssige Ausgangslegierung vorgesehen. Erstarrungsfront/ andererseits durch eine Hubbedie einen oberhalb der Platte 8 angeordneten Tiegel wegung des Trägers 12 konstant zu halten.
10 aus Molybdän aufweist und in vertikaler Richtung Obgleich umgekehrt der thermische Übergangsbeweglich ist, wobei der Antrieb nicht dargestellt ist. 40 widerstand der festen Phase s zwischen der Erstar-Der Boden des Tiegels 10 weist eine Zuleitung in rungsfront / und der Kühlquelle 3 variabel bleibt und Form eines zentralen, kalibrierten Rohrstutzens 11 nach Maßgabe des Gießvorgangs wächst, können inauf. Die Funktion der Vorrichtung gemäß F i g. 1 ist des mit der Vorrichtung nach F i g. 2 Blöcke einer folgende: Legierung mit einer Höhe von etwa 10 cm erzeugt

Der Tiegel 10 befindet sich in seiner untersten Stel- 45 werden. Fi g. 3 zeigt eine Ausführungsform der Vor-

lung, so daß das untere Ende des Rohrstutzens 11 richtung, mit der gleichfalls Blöcke von bedeutender

nur einige Millimeter von dem Boden der Gießform 1 Höhe aus temperaturfesten Legierungen mit einer

entfernt ist. Die Heizwiderstände 6 werden eingeschal- orientierten Verfestigungsphase hergestellt werden

tet und die Kühlkanäle zu der Kupferplatte 3 mit können. Dabei wird ein konstanter Temperaturgra-

Kühlmittel gespeist. Bei Erreichen des thermischen 50 dient an der Erstarrungsfront während des gesamten

Gleichgewichtes wird der Tiegel 10 mit dem flüssigen Erstarrungsprozesses erhalten, obwohl der dem

Metall gefüllt, welches mit einer geringen und kon- Wärmedurchgang entgegengesetzte Widerstand der

stanten Rate durch den kalibrierten Rohrstutzen 11 erstarrten Phase ansteigt, indem nämlich Steuerungs-

abläuft. Nach Maßgabe des Anstiegs des Metallspie- mittel vorgesehen werden, um an der Basis dieser

gels bzw. der Erstarrungsfront in der Gießform 1 wird 55 festen Phase eine variable Temperatur zu erhalten,

der Tiegel 10 fortschreitend derart angehoben, daß die der in der Beschreibungseinleitung angegebenen

der Rohrstutzen 11 stets die freie Oberfläche Z des Gesetzmäßigkeit folgt,

flüssigen Metalls bis auf wenige Millimeter berührt. Die Erfindung sieht hierfür verschiedene konstruk-

Die Zuordnung der durch die Heizwiderstände 6 tive Lösungen vor, die dieser Bedingung folgen, z. B.

gebildeten Wärmequelle und der durch den von der 60

Platte 3 gekühlten Block 2 gebildeten Kühlquelle be- a) Einfuhren eines zusätzlichen thermischen Flus-

wirkt einen intensiven thermischen Fluß in der Ver- ses mit abnehmender Energie an der Basis der

tikalen, während der thermische Fluß in der Horizon- festen Phase, beispielsweise mittels einer den

taten auf Grund des isolierenden Effektes des ther- Formboden berührenden thermischen Hüfs-

mischen Schirms 4 und der Wandung 5 relativ gering 65 quelle;

ist Durch vorangegangene Eichversuche wird die b) Unterbringung eines abnehmenden thermischen

elektrische Energie der Heizwiderstände 6, der Kühl- Widerstandes an der Basis der erstarrten Phase,

Wasserverbrauch der Kühlquelle 3 und die Steigge- z. B. durch Verwendung eines Werkstoffes mit

der
bbe-

einer seiner Temperatur umgekehrt proportionalen Wärmeleitfähigkeit für den Trägerblock der Form (s. F i g. 3) bzw. für die untere Wandung der Form oder durch Anordnung eines variablen thermischen Widerstandes, z. B. einer Flüssigkeitsschicht mit variabler Stärke, in dem Trägerblock.

Die Vorrichtung gemäß F i g. 3 zeigt Varianten eines Versorgungssystems der Schmelze und der Art der Wärmezufuhr zur Schmelze, die durch eine Induktionsheizung 18 sichergestellt ist. Die Legierung wird in Form eines Bandes oder eines Strangs 13 zugegeben, der von mit dem Träger 12 verbundenen Rollen 14 transportiert und geführt und von einer nicht dargestellten Vorratsspule abgezogen wird. Er wird der Gießform 1 durch eine Düse 15 zugeführt, währenddessen er zunehmend durch Heizwiderstände 16 erhitzt wird, die ihn schließlich annähernd auf ao Schmelztemperatur bringen. Schließlich schmilzt der Strang unter Einwirkung der von der freien Oberfläche / des Bodens ausgehenden Strafrung.

Die Kühlkanäle werden in diesem Fall durch entsprechende Bearbeitung der Oberfläche der Platte 3, as die an den Block 2 angelötet ist, erhalten. Im oberen Bereich des Blocks 2 sind einige Heizwiderstände 17 aus Wolframband eingebettet. Zwischen der Seitenwand der Gießform 1 und dem thermischen Schirm 4 ist eine temperaturfeste Wand 20 angeordnet, in der Heizwiderstände 19 aus Wolframband eingebettet sind.

Durch entsprechende Dimensionierung der einzelnen Teile, durch Regelung der elektrischen Heizspannung und anderer Funktionsparameter läßt sich mit der Vorrichtung gemäß F i g. 3 nahe der Erstarrungsfront ein konstanter gleichbleibender Temperaturgradient während des gesamten Erstarrungsprozesses erreichen. Ein Wärmeverlust nach der Seite hin wird durch entsprechende Regelung der Heizwiderstände 19 in der Wand 18 vollständig ausgeschlossen. Durch abnehmende Regulierung der Temperatur der Heizwiderstände 17 nach Maßgabe der fortschreitenden Erstarrung kann der zunehmende thermische Widerstand der festen Phase s der Legierung kompensiert werden. Dies kann auch dadurch erreicht werden, daß bestimmte Werkstoffe, z. B. Aluminium, verwendet werden, deren Leitfähigkeit sich umgekehrt proportional der Temperatur ändert. Die vorstehenden Ausführungen sollen durch ein numerisches Beispiel ergänzt werden.

Es soll beispielsweise ein Block von 90 mm Höhe einer Legierung mit einer orientierten, verfestigten Phase aus Tantalkarbid-Fasern in einer Kobalt-Nickel-Chrom-Grundmasse hergestellt werden.

Der Block 2 gemäß F i g. 3 besteht aus Reinaluminium 99,5 °/o und weist eine Dicke von 25 mm auf. Das Kühlwasser besitzt eine Temperatur von 20° C. Die Temperatur der Heizwiderstände 18 der Wärmequelle wird so geregelt, daß sie etwa 2250° C erreicht, woraus sich ein thermischer Fluß innerhalb des Schmelzbades von ungefähr 30 W/cm² ergibt. Während der Erstarrung wird die Temperatur der Heizwiderstände 17 von 1350 auf 350° C abgesenkt.

Durch eine Berechnung kann gezeigt werden, daß unter diesen Umständen die Höhe des Flüssigkeitsbades etwa 15 mm beträgt und daß während des gesamten Erstarrungsprozesses der Temperaturgradient in dem Bad etwa 100°C/cm beträgt, ein zur Herstellung der gewünschten Legierungen geeigneter Wert. In bestimmten Fällen kann eine gewisse Fluktuation des Wertes des Temperaturgradienten angebracht sein. Die Vorrichtung gemäß F i g. 3 gestattet die Erzeugung von Werkstücken oder Blöcken aus temperaturfesten Legierungen mit einer orientierten Verfestigungsphase mit einer Höhe bis zu 150 mm und einem Durchmesser von 200 mm oder darüber.

Der den Block2 gemäß Fig. 3 bildende Werkstoff mit einer der Temperatur umgekehrt proportionalen Wärmeleitfähigkeit kann nicht nur Aluminium, sondern auch beispielsweise Berylliumoxyd sein. Die Legierung kann ferner der Form durch mehrere Rohrstutzen 11 oder Düsen 15 mit entsprechendei Verteilung zugeführt werden. Statt einer Induktions-, Widerstands- oder Strahlungsheizung kann auch eine solche durch Elektronenfluß angewendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -409551/27

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Werkstücken oder Blöcken aus Metall mit orientierter Struktur, indem eine Ausgangslegierung in flüssiger Phase einer Gießform zugeführt und in dieser gerichtet erstarrt wird, wobei an der Erstarrungsfront ein Temperaturgradient dadurch erhalten wird, daß die Schmelze von unten gekühlt, an den Seiten thermisch abgeschirmt und an ihrer freien Oberfläche entsprechend deren Ausdehnung beheizt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Ausgangslegierung in einer etwa der Erstarrungsrate aus der Schmelze entsprechenden Menge und in einem gleichbleibenden geringen Abstand von der Erstarrungsfront kontinuierlich zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizfront mit einer der ao Wanderungsgeschwindigkeit der Erstarrungsfront entsprechenden Geschwindigkeit aufwärts bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Schmelze von as unten in Abhängigkeit von dem sich durch die zunehmende Stärke der erstarrten Legierung ändernden Wärmeübergang gesteuert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Schmelze nach folgender Gesetzmäßigkeit gesteuert wird: