Необходимая для гомогенного зарождения флуктуация энергии настолько велика, что оно в твердых металлах обычно не встречается. Прежде чем переохлаждение (или перегрев) достигнет значения, при котором становится возможным гомогенное зарождение, зародыши возникают в дефектных участках: на поверхности кристаллов, в скоплениях дислокаций или вакансий, на включениях примесей, на дефектах упаковки. Если же дефектов в полиморфном металле мало или они обладают недостаточной избыточной энергией, исходная модификация сильно переохлаждается. Особенно сильно переохлаждаются бездефектные нитевидные кристаллы.
Зарождение на свободной поверхности исходных кристаллов не требует энергии деформации. Образующиеся здесь зародыши α-фазы имеют дискообразную форму и напоминают двухмерные зародыши.
Изменение термодинамического потенциала при этом составит
ΔZ=Z0+Zn=-Δμ(πr2h/Va)+ πr2(γa+ γa—b— γβ),
где r и h — радиус и высота дискообразного зародыша α-фазы; γa и γβ — поверхностное натяжение α- и β-фаз.
Образование зародыша на свободной поверхности сопровождается небольшим увеличением поверхностной энергии. В порах и трещинах, имеющихся внутри кристаллов, зарождение также облегчается. Эффективными могут быть и включения примесей.
Эффективность линейных и поверхностных дефектов объясняется уменьшением работы образования зародышей (по сравнению с гомогенным зарождением) на величину, равную избыточной энергии используемой части дефекта.
В дефектных участках облегчены и необходимые для перестройки решетки перемещения атомов, что также способствует образованию и росту здесь зародышей.
Влияние объемных изменений проявляется и при росте кристаллов. Если напряжения, возникающие на межфазной поверхности в процессе полиморфного превращения, не успевают релаксировать, рост кристалла может приостановиться. Особенно велика роль объемных изменений при полиморфном превращении олова, обусловленном изменением типа межатомных связей.
Белое олово (β-Sn) имеет тетрагональную упаковку атомов и металлический тип связи. Серое (α-Sn) — алмазоподобную, с малым координационным числом и ковалентной связью. При превращении β → α объем олова увеличивается на 25% и, несмотря на то, что температура равновесия Т0 обеих модификаций + 18° С, с заметной скоростью превращение проходит лишь при —20° С. На поверхности кристаллов белого олова появляются серые бугорки модификации α-Sn. Внутри же кристаллов белого олова α-модификация не обнаруживается. После пластической деформации, приводящей к накоплению дефектов, скорость полиморфного, превращения возрастает и α-Sn появляется внутри кристаллов β.
