结晶能否发生取决于固态金属的自有能是否低于液态金属的自由能，当G(s)=G(l)时，即不熔化也不结晶，两相可共存。由热力学可知，只有温度低于理论结晶温度T(m)，G(s)-G(l)<0,即固态金属的自由能低于液态金属的自由能，液态金属才能自发的转变成固态金属，结晶才可发生，因此金属结晶需要过冷度。