„Krzepnięcie kierunkowe” to termin odlewania metali. Odnosi się do procesu kontrolowanego podawania stopionego metalu do formy o kontrolowanej temperaturze w celu wytworzenia części wolnej od pustych miejsc, zwanych wadami skurczu. Kierunkowe krzepnięcie jest również wykorzystywane do rafinacji metalu podczas procesu odlewania, ponieważ zanieczyszczenia znajdujące się w stopionym metalu będą nadal unosić się na powierzchnię basenu, podążając ścieżką najmniejszego oporu, gdy są wypychane przez stałe materiały poniżej.
W procesie kierunkowego krzepnięcia stopiony metal na drugim końcu formy zaczyna stygnąć i zestalać się, zanim zrobi to reszta formy. Gdy metal na dnie formy stygnie, ta linia krzepnięcia przesuwa się stopniowo w górę w kierunku wsadu stopionego metalu. Kontrolując szybkość przepływu doprowadzanego stopionego metalu i wprowadzając zmiany termiczne w formie, można wyeliminować wady skurczu, ponieważ ciekły metal w naturalny sposób wpłynie do tych zagłębień i pustych obszarów.
Procesu krzepnięcia kierunkowego nie należy mylić z krzepnięciem postępującym, zwanym również krzepnięciem równoległym. Chociaż procesy te mają pewne podobne cechy, w postępującym krzepnięciu proces stygnięcia i krzepnięcia zaczyna się na ściankach odlewu i przechodzi do wewnątrz. W przypadku krzepnięcia kierunkowego proces krzepnięcia rozpoczyna się na dole odlewu i przechodzi do góry.
Równoległe krzepnięcie w odlewie jest podstawową przyczyną wad. Ponieważ stopiony metal ochładza się zbyt szybko w niektórych obszarach lub pozostaje ogrzewany zbyt długo w innych obszarach, tworzy defekty w wyniku krzepnięcia, rozszerzalności cieplnej i kurczenia się. Na przykład, jeśli stopiony metal zostanie wlany do formy w kształcie litery L, metal w rogu formy może ostygnąć zbyt szybko, powodując wąskie gardło i uwięzienie kieszeni powietrznej w dolnej części formy. Ta kieszeń powietrzna tworzy puste miejsce w wykończonej części metalowej, osłabiając w ten sposób całą strukturę.
Aby kontrolować krzepnięcie równoległe i zachęcać do krzepnięcia kierunkowego w procesie odlewania, stosuje się kilka technik. Różnice termiczne są wprowadzane do formy za pomocą pionów lub chłodów w celu kontrolowania gorących lub zimnych punktów, które mogą powodować problemy z odlewaną częścią. Izolowane rękawy służą również do zapewnienia stałej, kontrolowanej temperatury formy. Wreszcie, szybkość przepływu i temperatura doprowadzanego stopionego metalu są dokładnie kontrolowane, aby zapewnić kierunkowe krzepnięcie.