С увеличением скорости роста кристаллов размеры ячеек уменьшаются. При интенсивном отводе тепла через затвердевший металл, когда скорость роста кристаллов велика, ячеистое строение не возникает. Таким образом, при малых скоростях охлаждения поверхность фронта кристаллизации почти гладкая. При средних — появляется ячеистая структура, элементы которой измельчаются с ускорением охлаждения. При большой скорости охлаждения вместо ячеек появляются ответвления, свидетельствующие о начале дендритной кристаллизации.
При наличии перед фронтом кристаллизации зоны переохлажденного расплава, в которой возможен ускоренный рост, нарушается устойчивость гладкой и ячеистой поверхностей и облегчается образование выступов. Зона должна быть широкой для того, чтобы обеспечить характерное для дендритов разветвление. В этом случае представление о фронте кристаллизации как о плоской поверхности раздела теряет смысл, ибо дендриты, прорастая в глубь жидкости, оставляют за собой незакристаллизовавшуюся часть расплава. Дендритному росту способствует теплоотвод.
Уменьшение температурного градиента ΔT в жидкости способствует дендритной кристаллизации. К этому же приводит и увеличение скорости роста Up кристаллов. При малом содержании примесей уменьшение температурного градиента и увеличение скорости роста могут и не повлечь за собой образования ячеек и дендритов. Условия перехода от одной формы роста к другой зависят и от плотности упаковки граней атомами. Поскольку кристаллы огранены разными плоскостями, между дендритной и ячеистой областями имеется переходная: на поверхности кристалла наблюдаются и ячейки и дендриты.
Влияние переохлаждения рассмотрим на примере технически чистого г. ц. к. металла, равновесные кристаллы которого имеют октаэдрическую форму. Плоскости октаэдра являются наиболее плотноупакованными и имеют минимальную поверхностную энергию. Уже на ранних этапах роста октаэдрический кристалл (рис.1а) отбрасывает шесть отростков в трех взаимно перпендикулярных направлениях (рис. 1 б).
Разрастаясь, отростки превращаются в ветви первого порядка (стволы) дендрита. Одновременно с их удлинением растут перпендикулярно к ним ветви второго порядка, на которых в свою очередь растут ветви третьего порядка и т. д. Дендрит разрастается в виде решетки ветвей (рис.1 в). В результате утолщения ветви срастаются и образуется сплошной кристалл.
