金屬合金材料第二階段作為核，必須能夠被熔體潤(rùn)濕，形成低接觸角，并且必須與在其上形成的結(jié)晶固體有一定的結(jié)構(gòu)親和力。第二階段可以是下列任何一項(xiàng)或任何組合一旦異質(zhì)核滿足生長(zhǎng)條件，就在其上生長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，當(dāng)熔體溫度降低時(shí)，均勻核變得穩(wěn)定，更多的固體沉積在其上。同時(shí)，新鮮的成核可能產(chǎn)生進(jìn)一步穩(wěn)定的核。這些新核可以與第一個(gè)核屬于同一相，也可以屬于不同相。

金屬合金材料增長(zhǎng)過(guò)程和生長(zhǎng)過(guò)程被認(rèn)為是在穩(wěn)定的核上放置更多的原子，從而導(dǎo)致單個(gè)晶體的生長(zhǎng)或固體質(zhì)量的總體生長(zhǎng)。隨著金屬合金材料凝固的進(jìn)行，結(jié)晶潛熱在固液界面釋放出來(lái)。在液體池中產(chǎn)生熱過(guò)冷區(qū)。而且，隨著溫度的降低，合金元素在液態(tài)熔體中的溶解度也降低。結(jié)果，溶質(zhì)在固-液界面被排斥。金屬合金材料的平衡凍結(jié)溫度不斷改變，出現(xiàn)了一種被稱為結(jié)構(gòu)過(guò)冷的現(xiàn)象。熱過(guò)冷和結(jié)構(gòu)過(guò)冷均阻礙生長(zhǎng)，改變生長(zhǎng)方式。

金屬合金材料由于在實(shí)際凝固的情況下，金屬合金熔體在整個(gè)液體中并不是隨機(jī)的成核，整個(gè)熔體的溫度不能均勻降低。暴露在環(huán)境中的冷模壁表面與最終形成鑄件的凝固熔體內(nèi)部之間存在一個(gè)熱梯度。因此，在實(shí)際情況下，形核是在結(jié)晶器表面開(kāi)始的，固相的生長(zhǎng)是朝著鑄件的中心進(jìn)行的。金屬合金材料這種生長(zhǎng)是由固化晶體的特性決定的擇優(yōu)結(jié)晶學(xué)方向進(jìn)行的。例如，在立方晶體中，首選結(jié)晶方向?yàn)?01;。金屬合金材料在溫度梯度的作用下，取向晶粒的生長(zhǎng)速度比其他取向晶粒快。