При сварке плавлением благодаря наличию готовых центров кристаллизации, а также из-за сильного перепада температур затвердевание начинается от кромок основного металла и заканчивается у продольной оси сварочной ванны что соответствует центральной части сварного шва, где встречаются два идущих навстречу один другому фронта кристаллизации. Такой характер кристаллизации последовательная кристаллизация металла в сварочной ванне имеет место во многих случаях сварки плавлением. Интенсивного отвода тепла чаще всего перпендикулярно плоскости твердой стенки. При анализе микроструктуры сварных швов можно наблюдать рост отдельных столбчатых кристаллов, не ориентированных в направлении наиболее интенсивного отвода тепла.
Такие кристаллиты растут в свободных от твердой фазы участках жидкости и их рост подчиняется своеобразному принципу свободного места геометрического отбора. Кристаллиты, образовавшиеся в жидкости перед фронтом кристаллизации, как правило, не столбчатые, а равноосные.
Уменьшить общую энергию образования зародыша и тем самым способствовать созданию мелкозернистого металла или сплава можно также путем снижения энергии образования поверхности раздела as введением в сплав поверхностно активных веществ, уменьшающих поверхностное напряжение о. Тот же эффект может быть получен при наличии в жидкости перед кристаллизацией таких твердых частиц, у которых расположение атомов в кристаллической плоскости роста не отличается или мало отличается от расположения атомов в кристаллической плоскости образующейся твердой фазы принцип размерного и ориен-тационного соответствия. Сильное размельчение модифицирование зерен сплавов создается при введении в жидкость твердых частиц со структурой, кристаллически соответствующей затвердевающему сплаву.
К таким частицам относятся окислы кристаллизующегося сплава; известно, что структура окислов, образующихся на некоторых сплавах, кристаллически ориентирована по отношению к поверхности окисляющихся кристаллов.