Lorsque des alliages métalliques se solidifient de manière équiaxe il se forme des fractions solides dont la microstructure consiste en assemblages cristallins désordonnés saturés par des liquides. Des chercheurs du Centre de Recherche Coopératif sur les alliages (CRC CAST), situé à l'Université du Queensland, ont étudié le comportement de ces assemblages lorsqu'ils sont soumis à une déformation, et l'ont comparé à celui des matériaux granulaires.
Ils ont montré que des alliages partiellement solidifiés peuvent présenter certaines caractéristiques des matériaux granulaires non-cohésifs, telles que la dilatance de Reynolds. Ce principe stipule que "un matériau granulaire fortement compressé, placé dans une enveloppe flexible, voit invariablement son volume augmenter lorsque cette enveloppe est déformée". Ce comportement diffère de celui d'un solide classique dont le volume diminue sous l'effet d'une compression. Ceci se traduit par la formation de bandes de déformation dilatantes de 7 à 18 cristaux de largeur. Ces propriétés affectent les mécanismes de formation des défauts pendant la coulée sous haute pression d'alliages d'aluminium (Al-7Si-0.3Mg) et de magnésium (Mg-9Al-0.7Zn).
Il semblerait donc que, sous certaines conditions, la rhéologie d'alliages partiellement solidifiés de manière équiaxe est semblable à celle de matériaux granulaires sans cohésion tel que du sable mouillé dense. L'alliage en voie de solidification se comporte comme un assemblage compressé et désordonné de cristaux métalliques individuels montrant peu de cohésion entre les cristaux, et saturé par un liquide newtonien dont la viscosité dynamique est comparable à celle de l'eau distillée.
Il en résulte que les principes et les approches de modélisation développés à partir des études expérimentales et théoriques dans le domaine de la mécanique des matériaux granulaires pourraient, dans une certaine mesure, être appliqués à la rhéologie des alliages partiellement solidifiés, et donc aux procédés industriels de fonte.
