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晶固體有一定的結構親和力。第二階段可以是下列任何一項或任何組合一旦異質核滿足生長條件，就在其上生長。經過一定的時間，當熔體溫度降低時，均勻核變得穩定，更多的固體沉積在其上。同時，新鮮的成核可能產生進一步穩定的核。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量的總體生長。隨著金屬合金材料凝固的進行，結晶潛熱在固液界面釋放出來。在液體池中產生熱過冷區。而且，隨著溫度的降低，合金元素在液態熔體中的溶解度也降低。結果，溶質在固-液界面被排斥。金屬合金材料的平衡凍結溫度不斷改變，出現了一種被稱為結構過冷的現象。熱過冷和結構過冷均阻礙生長，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。暴露在環境中的冷模壁表面與最終形成鑄件的凝固熔體內部之間存在一個熱梯度。因此，在實際情況下，形核是在結晶器表面開始的，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結晶學方向進行的。例如，在立方晶體中，首選結晶方向為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。