O processo de solidificação dos metais ocorre a partir da nucleação (formação de núcleos estáveis) e do crescimento dos cristais. A nucleação pode ser homogênea (ocorre quando o metal é resfriado abaixo da sua temperatura de solidificação e os átomos se unem uns aos outros, formando os núcleos estáveis) ou heterogênea (ocorre a partir de agentes nuclearizantes, os quais reduzem a energia livre crítica, necessária para a formação de um núcleo estável). Quando apenas um núcleo cresce formando um cristal, temos os materiais monocristalinos; quando há o crescimento de vários núcleos, formando vários cristais, temos os materiais policristalinos. Esses materiais estão susceptíveis a defeitos e imperfeições que refletem nas propriedades finais dos materiais.