А – появление зародышей кристаллов; б – рост кристаллов и образование новых центров; в – рост кристаллов; г – границы кристаллов (зерен) затвердевшего металла.

Вначале рост кристаллов не встречает препятствий, поэтому растущие кристаллы еще сохраняют правильную форму. В дальнейшем жидкого металла остается меньше, а растущих кристаллов больше. В месте соприкосновения кристаллов рост их прекращается, он продолжается в тех направлениях, где нет препятствий. В результате правильность формы растущих кристаллов нарушается. Получаются группы кристаллов неправильной формы – зерна. Величина зерен зависит от условий кристаллизации и прежде всего от скорости охлаждения металла. Чем больше скорость охлаждения металла, тем быстрее он затвердевает, тем больше возникает центров кристаллизации и, следовательно, тем меньшего размера получаются зерна. Мелкое зерно при затвердевании металла образуется в случае создания искусственных центров кристаллизации. Для этого в расплавленный металл вводят специальные вещества, называемые модификаторами. Процесс искусственного регулирования размеров зерен получил название модифицирование. Форма растущих кристаллов зависит не только от условий их столкновения между собой, но также от состава сплава, наличия примесей и условий охлаждения. Механизм образования кристаллов носит так называемый дендритный характер. Обычно в направлении отвода тепла кристалл растет быстрее, чем в другом направлении, в результате образуется древовидный кристалл – дендрит. Схематическое изображение дендрита впервые было сделано Д.К.Черновым (Рис. 10.).

Рис.10.Схема дендрита

Дендритное строение кристаллов является типичным для литого металла. Кристаллизация жидкого металла начинается у стенок изложницы. При соприкосновении жидкого металла со стенками изложницы он подвергается интенсивному охлаждению, приводящему к образованию огромного числа центров кристаллизации. Из-за большой скорости охлаждения, образовавшиеся кристаллы не успевают вырасти до значительных размеров, и поэтому первая зона слитка имеет мелкозернистое строение (Рис.11.).

Рис.11.Схема строения слитка