凝固过程中材料的微观组织形成与演化对材料的使用性能有着重要的影响，对凝固微观组织进行数值模拟，有助于深入理解材料微观组织的性质，优化金属铸件加工工艺。相场法采用扩散界面模型，由于不必跟踪固/液界面，在凝固过程微观组织形成的数值模拟中越来越受到重视。本文采用相场法模拟了纯Ni金属二维枝晶生长、三维枝晶生长以及定向凝固生长过程，并将温度场与溶质场同相场模型进行耦合，模拟了非等温条件下NiCu合金枝晶生长过程，系统的探讨了界面动力学相关参数对金属凝固过程枝晶生长的影响。界面原子运动时间参数表征原子由液相向固/液界面添加的快慢，当界面原子运动时间参数较小时，原子添加速度较快，固/液界面向液相推进速度加快，固/液界面前沿变的不稳定，扰动容易被放大，枝晶生长速度加快，并出现二次分支，随着界面原子运动时间参数的增大，扰动受到抑制，枝晶生长速度降低，枝晶呈现光滑的形貌。模拟得到的结果同微观可解析理论一致，验证了模拟的准确性。模拟过程中界面厚度不仅影响到枝晶模拟的真实性，又能影响数值计算的准确性。界面厚度较大时，容易引入误差噪声，扰动容易被放大，枝晶生长速度加快，枝晶形貌粗大并产生侧向分支，随着界面厚度的减小，误差噪声受到抑制，枝晶形貌光滑圆润，枝晶生长速度降低。误差噪声对模拟的最终结果影响很大，必须严格控制误差噪声。固/液界面热扩散系数比较小时，固相热扩散率较低，枝晶尖端生长速度较快，凝固潜热大量堆积在枝晶中下部，产生热扰动并诱发侧向分支；当固液界面热扩散系数较大时，固相热扩散率增大，凝固潜热可以较快的传递到枝晶上端，抑制了枝晶尖端的生长速度，热扰动受到抑制，枝晶形貌较为光滑。界面各向异性决定着晶粒以枝晶状进行生长，界面各项异性较大时，枝晶生长速度加快，扰动容易被放大，形成复杂的枝晶形貌；当界面各项异性系数较小时，扰动受到抑制，枝晶生长速度减小。