在出产高温合金资料时辰，对给定成分的高温合金，从熔体中定向凝固时，在固液界刻下沿肯定要有温度梯度存在。温度梯度GL的大幼直接影响晶体成长速度和晶体的组织与机能，是节造订向凝固的关键参数。定向凝固工艺步骤的发展就是温度梯度GL不休提高的过程。最初的功率降低法(PD法)的温度梯度只有10℃/cm左右，后来发展到国内表宽泛选取的高速凝固法(HRS法)，温度梯度提高到30℃/cm左右。当前国表选取先进的液态金属冷却法，温度梯度可达200℃/cm以上。而目前工业出产中的温度梯度也已达到30℃～80℃/cm。

以坩埚降落定向凝固法推导的温度梯度GL的表白式[1]为：式中s和L别离为晶体和熔体的导热系数，m为熔点左近熔体的密度，L为成长单元质量晶体所放出的结晶潜热，GL和Gs别离为液相和固相的温度梯度，R为凝固速度。如果s和L为常数，则在凝固速度一按时，GL和Gs成正比。通过增大固相晶体的温度梯度Gs以增长固相的散热强度，从而增长液相温度梯度GL，这就是前面提到的定向凝固步骤不休增大GL的关键技术。当然，固相散热强度的增大，也会使凝固速度R增大。通常也选取提高固液界刻下沿熔体的温度来提高GL，定向凝固装置在凝固界面左近加辐射板正是为了此主张。

出产高温合金资料GL增大有利于抑造成分过冷，提高晶体质量。在肯定前提下，GL愈大，合金的凝固区间愈窄，铸件的补缩愈好，疏松愈少，偏析愈幼，组织愈致密，力学机能愈好。另一方面，GL增大又能够加快凝固速度R。但也并非GL越大越好，超过某一临界值，出格是在造备单晶时，熔体温度过高，会导致熔体剧烈挥发、分化和受到传染，从而影响晶体质量。固相温度梯度Gs过大，还会使成长着的晶体产生过大的内应力，以至使晶体产生裂纹。