richtinggestold

Richtinggestold is een proces in de materiaalkunde waarbij een vloeibare legering onder een gecontroleerde temperatuurgradiënt wordt afgekoeld, zodat het vaste wordende front in een gewenste richting voortbeweegt. Dit leidt tot microstructuren met korrels die langs die richting zijn uitgelijnd of kolomair gegroeid, wat anisotrope mechanische eigenschappen oplevert.

Proces:

Het wordt bereikt door het creëren van een temperatuurgradiënt langs het gietstuk, door het verplaatsen van een warme zone ten opzichte van de smelt, of door toepassing van kristalgroeimachines zoals de Bridgman-Stockbarger techniek. Vaak wordt een zaadkorrel geïntroduceerd; de groeirichting volgt de gradient. De afkoelsnelheid en de gradient bepalen de korrelgrootte en de structuur (kolomair versus planar).

Materialen en toepassingen:

Richtinggestolde metaallegeringen worden veel toegepast in hoogtemperatuurcomponenten, met name nikkel-gebaseerde superlegeringen voor turbinebladen en -vleugels, waar richtinggestolde of zelfs single-crystal structuren de kruipweerstand en hoge-temperatuursterkte verbeteren ten opzichte van conventionele equiaxische gietingen.

Eigenschappen en overwegingen:

De resulterende microstructuur is anisotroop; mechanische eigenschappen variëren met richting. Nadelen zijn onder meer residuele spanningen, segregatie van legeringselementen langs het solidificatiefront en defecten zoals misoriente korrels of macro-segregatie bij onvoldoende controle.

Zie ook:

Directioneel gestold, directional solidification, Bridgman-techniek, kolomkorn, single-crystal casting.