Kết tinh là quá trình hình thành các tinh thể từ pha lỏng, khí hoặc pha rắn vô định hình. Để kết tinh xảy ra, cần phải có sự tạo mầm tinh thể và sự lớn lên của các mầm này. Điều này thường xảy ra khi kim loại lỏng được làm nguội xuống dưới nhiệt độ Ts (nhiệt độ mà tại đó kim loại bắt đầu đông đặc). Tại nhiệt độ này, động năng của các nguyên tử giảm xuống, cho phép chúng liên kết với nhau và tạo thành cấu trúc tinh thể ổn định.
A. Làm nguội nhanh kim loại lỏng: Làm nguội nhanh có thể dẫn đến cấu trúc tế vi nhỏ hơn, thậm chí là hình thành pha vô định hình, không nhất thiết là kết tinh.
B. Làm nguội liên tục kim loại lỏng: Quá trình làm nguội liên tục là cần thiết nhưng chưa đủ để kết tinh xảy ra. Phải đạt đến nhiệt độ thích hợp.
C. Làm nguội kim loại lỏng xuống nhiệt độ TS: Ở nhiệt độ Ts, kim loại bắt đầu đông đặc, nhưng quá trình kết tinh chỉ thực sự xảy ra khi nhiệt độ tiếp tục giảm xuống dưới TS.
D. Làm nguội kim loại lỏng xuống dưới nhiệt độ TS: Đây là điều kiện cần thiết để quá trình kết tinh xảy ra, vì khi đó động năng của các nguyên tử giảm đủ để chúng liên kết và tạo thành cấu trúc tinh thể.
