В практике литейного производства с целью воздействия на процесс затвердевания и формирования качества фасонных отливок находят применение тонкостенные металлооболочковые формы (ТМОФ). Суть этого способа заключается в том, что фасонная опока лишь приблизительно повторяет конфигурацию модели отливки. Между моделью и фасонной опокой имеется зазор, который заполняется облицовочной смесью. Передача тепла от отливки к охлаждающей среде в таких формах лимитируется сравнительно тонким облицовочным слоем, не превышающим, как правило, 20-30 мм. Для повышения эффективности воздействия на процессы затвердевания используют принудительное охлаждение поверхности ТМОФ, при этом наиболее эффективным является водовоздушное охлаждение. Продолжительность затвердевания и охлаждения отливок в таких формах может сокращаться в несколько раз в зависимости от толщин отливки и облицовочного слоя. Однако, особенности формирования двухфазной зоны отливок, полученных в ТМОФ, изучены недостаточно, хотя ширина двухфазной зоны и продолжительность пребывания расплава в этой зоне во многом определяют качество литья.
Ширина двухфазной зоны оказывает влияние на процесс питания отливки, формирование ликвационной неоднородности и горячих трещин. Продолжительность пребывания металла в указанной зоне влияет на плотность дендритной структуры, характер распределения и размеры неметаллических включений.
Расчет кинетики затвердевания (координат изотерм Тл и Тs) отливки прямоугольного типа из низколегированной стали проводили на ЭВМ с использованием методики В.Т.Борисова на основе известного решения уравнения теплопроводности.
Анализ изменения координат изотерм Тл и Тs характеризующих параметры двухфазной зоны показал, что в ТМОФ можно управлять процессом формирования двухфазной зоны, сокращать продолжительность затвердевания и осуществлять направленное затвердевание. Это легко достигается изменением толщины облицовочного слоя и интенсивностью внешнего охлаждения. Применение ЭВМ позволяет резко сократить трудоемкость расчета оптимальных параметров затвердевания отливок в ТМОФ и прогнозировать на стадии разработки технологии качество металла отливки.