晶粒细化是提高金属材料强度、硬度和改善塑性韧性的有效方法。在钢铁材料中,晶粒细化对材料的组织结构、性能及工程应用方面所起的作用非常显著,典型的细化方法主要有相变和再结晶热处理(或形变热处理)、钢液超速急冷、机械合金化(或机械碾磨)、超细粒子烧结、非晶晶体化、外加非均质形核质点等方法。但是细化机理却没有得到解释或者证明,而且没有形成一种稳定且可供参考的数据体系或者规律。本文根据细化剂的选择原则以及错配度理论选取了一系列的高熔点粒子,并通过二维错配度理论对错配度进行计算。结合错配度计算结果,初步选取了TiB2,CeO2,TiC和La203粒子,采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)研究和评价金属镍在相同的熔炼和凝固工艺条件下外加粒子对纯镍微观组织的影响,并探讨其细化机理,为细化剂的选择及其细化工艺提供合理的参考依据。本文研究分别将TiB2,CeO2,TiC和La203加入到纯镍中,结果表明,通过外加形核质点对纯镍进行晶粒细化时,晶粒的大小与细化剂的选择和添加量有着非常紧密的联系,不同细化剂对纯镍的细化效果以及规律也呈现出不同的趋势。将TiB2粉末加入纯镍中,在相同的工艺下随着添加量的增加,纯镍晶粒大小不断减小,达到一定量时趋于稳定。其变化规律为：TiB2的含量由Owt%增加到0.7wt%时,平均晶粒尺寸由未细化的323μm减小到41μm,进一步增大TiB2的含量,纯镍的晶粒尺寸几乎没有变化。当Ce02量为0.9wt%时,纯镍的平均晶粒尺寸由323μm减小到53μ。La203的加入量为0.4wt%时,纯镍的平均晶粒尺寸由323μm减小到了53μm。另外,研究TiC对镍金属的细化效果发现,添加量为0.3wt%时细化效果最好,平均晶粒尺寸由细化前的323μm减小到35μm,继续添加时晶粒尺寸不再减小。采用扫描电子显微镜(SEM)对凝固后的纯镍组织进行分析发现,通过添加(TiB2,CeO2,TiC和La203)之后,结晶的镍晶粒内部均存在尺寸约为5μm的形核质点,这些外加质点可以使纯镍中的有效形核质点增多,从而导致形核率增大,促使镍金属晶粒的细化。