金屬合金材料在凍結期間，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構區域。凍結過程中GR比的臨界變化及其對不同構造帶的影響。金屬合金材料這些區域是熔體中GR比率不斷變化的結果。隨著時間的推移，假設GR比的較低值會導致過冷程度的增加，這在金屬合金材料所保留的可分離結構區域中是有用的。在相關數據的幫助下，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，表現出不同的晶粒形貌。對凝固鑄件中的混合結構進行了解釋，其基礎是當時的熱條件。首先，溫度梯度是剛性的。凝固最初發生在這種明顯的熱梯度下。這通常足以導致最外層區域和靠近結晶器壁的柱狀枝晶生長，如在中心區域(在某些情況下，整個凝固熔體)，溫度梯度較淺。這種淺梯度會產生過度過冷。這里的凝固是通過廣泛的形核進行的，形核速率很高。

金屬合金材料熔體內部發生獨立成核。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生的，該溫度梯度足以在最外層產生柱狀枝晶生長。“G”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。鑄件內較淺的溫度梯度和熔體過冷程度的增加使熔體內部形成獨立的形核，形成等軸晶，在其不受阻礙的邊緣自由生長。