Кристаллизация металлов происходит при определённой температуре из-за перехода к более устойчивому состоянию с меньшей свободной энергией. 2

Свободные энергии жидкого и твёрдого состояний уменьшаются с повышением температуры. 2 Процесс кристаллизации развивается при условиях, если возникает разность свободных энергий и свободная энергия твёрдого металла меньше, чем жидкого. 2

Выше определённой температуры меньшей свободной энергией обладает вещество в жидком состоянии, ниже — в твёрдом, кристаллическом. 1 При температуре, равной равновесной температуре кристаллизации, свободные энергии жидкого и твёрдого состояний равны, металл в обоих состояниях находится в равновесии. 14 Однако процесс кристаллизации при этой температуре ещё не начинается. 3 Он развивается только при переохлаждении металла ниже равновесной температуры. 3