Центри кристалізації утворяться у вихідній фазі незалежно друг від друга у випадкових місцях. Спочатку кристали мають правильну форму, але в міру зіткнення і зрощення з іншими кристалами форма порушується. Ріст продовжується в напрямках, де є вільний доступ живильної середовища.
Після закінчення кристалізації маємо полікристалічне тіло.
Якісна схема процесу кристалізації може бути представлена кількісно кінетичної кривої .
Процес спочатку прискорюється, поки зіткнення кристалів не починає перешкоджати їхнього росту. Обсяг рідкої фази, у якій утворяться кристали зменшується. Після кристалізації 50 % обсягу металу, швидкість кристалізації буде сповільнюватися. Таким чином, процес кристалізації складається з утворення центрів кристалізації і рости кристалів з цих центрів.
У свою чергу, число центрів кристалізації (ч.ц.) і швидкість росту кристалів (с.р.) залежать від ступеня переохолодження .
Розміри кристалів, що утворилися, залежать від співвідношення числа центрів кристалізації, що утворилися, і швидкості росту кристалів при температурі кристалізації.
При рівноважній температурі кристалізації ТS число центрів
кристалізації, що утворилися, і швидкість їхнього росту дорівнюють нулю, тому процесу кристалізації не відбувається.
Якщо рідина переохолодити до температури, що відповідає т.а, то утворяться великі зерна (число центрів, що утворилися, невелике, а швидкість росту - велика).
При переохолодженні до температури відповідної т.у – дрібне зерно (утвориться велике число центрів кристалізації, а швидкість їхнього росту невелика).Якщо метал дуже сильно переохолодити, то число центрів і швидкість росту кристалів дорівнюють нулю, рідина не кристалізується, утвориться аморфне тіло. Для металів, що володіють малою схильністю до переохолодження, експериментально виявляються тільки висхідні галузі кривих.