Швидкість усього процесу кристалізації кількісно визначається двома величинами: швидкістю зародження центрів кристалізації і швидкістю росту кристалів (рис. 2.2. ). Під швидкістю зародження центрів кристалізації розуміють число зародків, яке виникає у одиницю часу у одиниці об’єму. Під швидкістю росту кристалів розуміють швидкість збільшення лінійних розмірів кристала у одиницю часу.
Обидва процеси залежать від ступеню переохолодження і, отже, визначаються впливом зміни термодинамічного фактора (зміною вільної енергії Гібса) і кінетичного фактору ( дифузійною рухливістю атомів). Число зародків і швидкість їх зародження при рівноважній температурі кристалізації дорівнює нулю. При збільшенні степені переохолодження вони зростають і досягають максимуму. При великих степенях переохолодження число центрів кристалізації і швидкість росту дорівнюють нулю, так як при низьких температурах дифузійна рухомість атомів є зменшеною, а тим самим є зменшеною і спроможність системи до перетворення. Величина зерна. Чим більше центрів кристалізації і менше швидкість їх росту, тим дрібніші зерна металу.
При невеликій швидкості переохолодження число зародків є малим, а швидкість великою. За цих умов буде отримано крупне зерно. Зі збільшенням степені переохолодження число зародків зростає у більшій мірі, ніж швидкість їх росту, і розмір зерна у металі зменшується.
Величина зерна метала сильно впливає на механічні властивості. Чим дрібніше зерно метала, тим вище його міцність, в’язкість і пластичність. На розмір зерна впливають температура нагріву і розливання рідкого метала, його хімічний склад і наявність у ньому домішок.