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(huì)遇到分離的結(jié)構(gòu)區(qū)域。凍結(jié)過(guò)程中GR比的臨界變化及其對(duì)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(shí)間的推移，假設(shè)GR比的較低值會(huì)導(dǎo)致過(guò)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(shuō)明這些問(wèn)題。
金屬合金材料過(guò)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(duì)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(shí)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(zhǎng)，如在中心區(qū)域(在某些情況下，整個(gè)凝固熔體)，溫度梯度較淺。這種淺梯度會(huì)產(chǎn)生過(guò)度過(guò)冷。這里的凝固是通過(guò)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(dú)立成核。這些核在其周圍沒(méi)有任何生長(zhǎng)障礙，長(zhǎng)成等軸晶。更具體地說(shuō)，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(gè)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(zhǎng)。“G”逐漸減小，即溫度梯度變淺，“R”冷卻速率隨著過(guò)冷程度的增加而增加。鑄件內(nèi)較淺的溫度梯度和熔體過(guò)冷程度的增加使熔體內(nèi)部形成獨(dú)立的形核，形成等軸晶，在其不受阻礙的邊緣自由生長(zhǎng)。
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