金屬合金材料第二階段作為核，必須能夠被熔體潤濕，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)構親和力。第二階段可以是下列任何一項或任何組合一旦異質(zhì)核滿足生長條件，就在其上生長。經(jīng)過一定的時間，當熔體溫度降低時，均勻核變得穩(wěn)定，更多的固體沉積在其上。同時，新鮮的成核可能產(chǎn)生進一步穩(wěn)定的核。這些新核可以與第一個核屬于同一相，也可以屬于不同相。
金屬合金材料增長過程和生長過程被認為是在穩(wěn)定的核上放置更多的原子，從而導致單個晶體的生長或固體質(zhì)量的總體生長。隨著金屬合金材料凝固的進行，結(jié)晶潛熱在固液界面釋放出來。在液體池中產(chǎn)生熱過冷區(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)構過冷的現(xiàn)象。熱過冷和結(jié)構過冷均阻礙生長，改變生長方式。
金屬合金材料由于在實際凝固的情況下，金屬合金熔體在整個液體中并不是隨機的成核，整個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)部之間存在一個熱梯度。因此，在實際情況下，形核是在結(jié)晶器表面開始的，固相的生長是朝著鑄件的中心進行的。金屬合金材料這種生長是由固化晶體的特性決定的擇優(yōu)結(jié)晶學方向進行的。例如，在立方晶體中，首選結(jié)晶方向為001;。金屬合金材料在溫度梯度的作用下，取向晶粒的生長速度比其他取向晶粒快。
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