高溫合金材料在一個鑄造各種局部過熱的程度等因素,異相成核的程度,模具特點,等決定了熱梯度的變化(G)和冷卻的速率(R)。不用說,G / R比形式重要參數來決定經濟增長的模式和結構發展的結果。隨著G/R比從高到低的變化，過冷的影響變得越來越明顯。柱狀、平面鋒的生長逐漸被獨立的形核所取代。這些區域是熔體中G/R比率不斷變化的結果。隨著時間的推移，假設G/R比的較低值會導致過冷程度的增加，這在所保留的可分離結構區域中是有用的。

高溫合金材料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，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。熔體內部發生獨立成核。

高溫合金材料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，G/R值較高。因此，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。雖然上述提到的合金形成固溶體，但在共晶凍結的合金中也會發生類似的變化。由于冷模壁的冷卻效應，在最外層有小枝晶(等軸)。