为什么在一定的温度条件下（低子平衡结晶温度），就会发生液态向固态的转化呢？（或与此相反，为什么在温度高于平衡结晶温度时会发生固体熔化的现象？）这个问题，也就是讨论一个变化过程（包括结晶过程）在什么条件下可以自发进行的问题。所谓自发过程就是不需要外界对其做功就可自己进行的过程，而且在进行过程中可能还对外界做功，例如，热量从高温物体传至低温物体，重物自高处落向低处。而非自发过程则只有在外界对其做功的条件下才能实现，例如，把重物自低处移至高处，把热量从低温物体传送至高温物体（冷冻机就是完成这一工作的），都需要外界对其做功才能实现，但是，对于象液态不锈钢结晶这样的过程，它涉及到大量微观质点的运动状态的变化，对这种变化过程应该朝着哪一个方向进行是不能象前面的举例那样简单地看出来的。根据热力学（热力学专门研究各种变化过程在什么条件下有可熊自发进行）第二定律可以证明，对于在经协钢管等温、等容（体积不变）条件下进行的变化过程，当被研究的物质从一种状态变到另一种状态时，变化是否能够自发进行可以用自由能(符号F)这个函数(F是物质状态的函数，即是温度、压力、容积、能量……等状态参数的函数)的变化来判断．关于自由能昀数学表示方式就不在这里讨论了．从其物理意义来说，温州市经协钢管制造有限公司在等温、等容过程中物质的自由能的变化反映了在该变化过程中有可能用来对外界做功的那一部分能量，自由能的减少量等于在变化过程中所研究的物质可能对外界做功的能量．因此，如果变化的结果是使所研究的物质的自由能减少(即AF<o)，则说明变化过程中不需要外界对其做功，而且可能对外界做功．这就表明，变化是一个自发过程．相反地，如果变化的结果使自由能增加(4F>O)，则过程是不能自发进行的，

不锈钢结晶的过程，是一个等温、等容的过程（液态与固态的体积差别极小，可以认为是等容的）．因此，结晶过程只有在这样的温度条件下才能进行：在该温度下固态不锈钢的自由能必须小于液态不锈钢的自由能．液态不锈钢与固态不锈钢的自由能一温度关系．（这两条曲线的基本形态，如具有负斜率、液态不锈钢的曲线的斜度较陡等等都可以从自由能的数学表示方式推导出来．）可以看出，由于固态与液态的自由能一温度曲线的斜率不同，这两条曲线必定会在某一温度下相交．在To处固一液两相的自由能相等，To就是平衡结晶温度．温度低于To时，即有一定的过冷度，固态的自由能低于液态，速时结晶过程可以自发进行。相反地，当温度高于To时，即有一定的过热度，液态的自由能低于固态，这时熔化过程可以自发进行。http://www.gbt14976.com/