金屬合金材料在凍結(jié)期間，熔體中普遍存在的熱條件不斷變化。因此，在凝固的熔體中會遇到分離的結(jié)構(gòu)區(qū)域。凍結(jié)過程中GR比的臨界變化及其對不同構(gòu)造帶的影響。金屬合金材料這些區(qū)域是熔體中GR比率不斷變化的結(jié)果。隨著時間的推移，假設(shè)GR比的較低值會導(dǎo)致過冷程度的增加，這在金屬合金材料所保留的可分離結(jié)構(gòu)區(qū)域中是有用的。在相關(guān)數(shù)據(jù)的幫助下，可以更清楚地說明這些問題。

金屬合金材料過冷度隨溫度梯度的變化而變化，表現(xiàn)出不同的晶粒形貌。對凝固鑄件中的混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解釋，其基礎(chǔ)是當(dāng)時的熱條件。首先，溫度梯度是剛性的。凝固最初發(fā)生在這種明顯的熱梯度下。這通常足以導(dǎo)致最外層區(qū)域和靠近結(jié)晶器壁的柱狀枝晶生長，如在中心區(qū)域(在某些情況下，整個凝固熔體)，溫度梯度較淺。這種淺梯度會產(chǎn)生過度過冷。這里的凝固是通過廣泛的形核進(jìn)行的，形核速率很高。

金屬合金材料熔體內(nèi)部發(fā)生獨立成核。這些核在其周圍沒有任何生長障礙，長成等軸晶。更具體地說，最初溫度梯度是剛性的。冷卻速率較低，GR值較高。因此，金屬合金材料初始凝固是在一個明顯的溫度梯度下發(fā)生的，該溫度梯度足以在最外層產(chǎn)生柱狀枝晶生長?！癎”逐漸減小，即溫度梯度變淺，“R”冷卻速率隨著過冷程度的增加而增加。鑄件內(nèi)較淺的溫度梯度和熔體過冷程度的增加使熔體內(nèi)部形成獨立的形核，形成等軸晶，在其不受阻礙的邊緣自由生長。